Бібліотеку Сумського державного університету засновано у вересні 1960 р. як галузеву технічну бібліотеку Сумського загальнотехнічного факультету Українського заочного політехнічного інституту.

Першим співробітником та її організатором була випускниця Харківського державного бібліотечного інституту І. Раздорська. Новоствореному підрозділу було передано на тимчасове зберігання 380 примірників навчально-методичної літератури. Бібліотека знаходилася у невеликій кімнаті 3-го поверху приміщення навчально-консультаційного пункту на вул. Привокзальній (м. Суми).

У 1966 р. при створенні філії Харківського політехнічного інституту фонди Бібліотеки нараховували понад 30 тис. примірників.

У 1989 р. під керівництвом Т. Слабко Бібліотеку переміщено до нового, сучасного чотириповерхового корпусу загальною площею 5 тис. м².

У 1992 р. створено 2 філії Бібліотеки: на медичному факультеті та у студентському гуртожитку.

З 1999 р. Бібліотека СумДУ була занесена до реєстру ВАК на розсилку авторефератів дисертацій.

У 2008 р. у приміщенні Центральної бібліотеки відкрито Музей історико-краєзнавчих досліджень СумДУ, заснований кандидатом філологічних наук В.Б. Звагельським. 

У 2009 р. Бібліотека Сумського державного університету стала "Бібліотекою року" згідно з версією Української бібліотечної асоціації за впровадження новітніх технологій, комп’ютеризацію бібліотечних процесів та створення відкритого інформаційного середовища.  

У 2011 р. сайт Бібліотеки СумДУ став першим у номінації "Найкращий сайт бібліотеки вищого навчального закладу" за результатами Всеукраїнського конкурсу бібліотечних інтернет-сайтів.

У 2013 р. Електронний каталог Бібліотеки СумДУ увійшов до топ-10 найкращих каталогів України.

У 2014 р. Бібліотека СумДУ отримала Подяку від Всеукраїнської громадської організації "Українська бібліотечна асоціація" за високий рівень електронних каталогів.

У 2016 р. Наукова бібліотека Української академії банківської справи НБУ увійшла до складу Бібліотеки Сумського державного університету внаслідок об'єднання двох ЗВО. Наразі Філія бібліотеки розташована в Конгрес-центрі СумДУ.

У 2018 р. затверджено Стратегію розвитку Бібліотеки СумДУ на 2018–2022 рр., яка визначає місію, цілі, бачення, керівні принципи та пріоритетні напрями реформування бібліотечного центру університету.

У 2018 р. репозитарій СумДУ згідно з рейтингом Webometrics Transparent Ranking of Repositories за кількістю документів, проіндексованих Google Scholar, посів 35 місце серед усіх світових репозитаріїв, 29 місце серед інституційних репозитаріїв світу та 1 місце серед репозитаріїв України.

У 2019 р. Бібліотека СумДУ стала переможцем у номінації "Великі бібліотеки" конкурсу "Бібліотека року 2019" Української бібліотечної асоціації, за втілення проєктів "Читання змінює нас і все навколо" та "Зелена бібліотека".

У 2019 р. Бібліотека долучилася до всесвітнього флешмобу TetrisChallenge. BBC Україна зробила добірку українських учасників #TetrisChallenge, до якої увійшла світлина, зроблена працівниками бібліотеки СумДУ.

У 2019 р. один із читальних залів бібліотеки переобладнано на Коворкінг "Універ CITY". Створено зони для навчання та спілкування, встановлено сучасне ліцензійне і відкрите програмне забезпечення та хмарні сервіси з метою їх популяризації та активного впровадження в освітній процес та науку.

У 2019 р. співробітники бібліотеки перемогли в акції Хіт FM "Працюй-Танцюй".

У 2020 р. Бібліотека СумДУ започаткувала проєкт "СумДУ на сторінках Вікіпедії". Робота проєкту полягає над створенням і розміщенням матеріалів про різні сфери діяльності та особистостей університету до вільної енциклопедії ​Вікіпедія, з метою популяризації надбань університету.

У 2020 р. згідно з рейтингом Webometrics Transparent Ranking Repositories за кількістю робіт, проіндексованих Google Scholar, репозитарій СумДУ посів 1 місце серед репозитаріїв України та 47 місце серед репозитаріїв світу.

У 2021 р. на базі Бібліотеки СумДУ створено Міжнародний клуб International Club for Students.

За результатами серпневої версії 2021 р. світового рейтингу Transparent Ranking від Webometrics репозитарій СумДУ – перший серед інституційних репозитаріїв України за кількістю документів, проіндексованих Google Scholar (59 500). Наш репозитарій на 35 місці серед 3803 інституційних репозитаріїв світу і на 45 місці серед 3942 репозитаріїв світу.