上海交通大学图书馆创建于1896年，同年建成一个图书室，1919年建成独立的图书馆大楼。1981年7月，在党和国家领导人邓小平、王震等同志亲自关怀下，原香港环球航运集团主席包玉刚先生向上海交通大学捐赠1000万美元用于建设一座现代化的图书馆，1985年10月包兆龙图书馆落成使用。1990年，为适应学校办学规模的迅速发展，在闵行校区兴建了包玉刚图书馆，于1992年10月建成。2005年，学校整体战略开始向闵行校区转移，遂计划在闵行校区兴建新馆。位于闵行校区中心位置的新馆，即当前的主馆，于2006年3月11日奠基，于2008年9月正式启用。为配合学校整体布局，徐汇校区包兆龙图书馆分别搬迁至徐汇校区西大楼、新上院，分别定位为图书馆储备书库、社科阅览室，储备书库于2013年4月正式启用，社科馆于2013年9月正式启用，2014年12月李政道图书馆正式落成；包玉刚图书馆于2019年开始进行大修，于2021年4月8日以崭新的面貌正式恢复开放。

图书馆提出“一流服务、主动服务、智能服务；一站式、自助式；个性化、人性化”的服务宗旨，创建“资料随手可得，信息共享空间；咨询无处不在，馆员走进学科；技术支撑服务，科研推进发展”的服务理念，以学科服务为主线，使位于闵行、徐汇和黄浦三大校区的五所图书馆形成多分馆协同服务模式，将图书馆定位为“以人为本，读者之家；知识服务，第二课堂；信息主导，共享空间”。推行“藏、查、借、阅、参”一体化服务机制，注重信息素养教育，传承学术精髓，弘扬校园文化，积极开展学科化服务，主动发挥学术交流中心、知识加工中心和文化传承中心的作用。各个图书馆的定位分别为：主馆定位为“理工生医农科综合馆”；包玉刚图书馆定位为“人文社科综合馆”；李政道图书馆定位为“五馆（图书馆、档案馆、博物馆、科技馆和艺术馆）合一”；徐汇校区社科阅览室定位为“社科馆”；医学院图书馆定位为“医学馆”。至此图书馆总面积7万余平米，阅览座位7200余席。至2023年底，图书馆馆藏纸质图书342万册，电子图书430万册，纸质期刊7500余种，电子期刊5.8万种，学位论文994万篇（719万种），非全文数据库253个。支持通过网络24×7的馆藏目录、电子文献、馆际互借、参考咨询、文献征订、新书刊报道等服务。

上海交通大学图书馆是国际大学图书馆联盟（IATUL）理事单位、成员馆，并与国内主要图书馆、信息中心和美、英、港澳台等国家和地区图书馆建立了广泛的合作关系，在交通、材料、机电、能源、信息、管理及农业等学科领域形成馆藏文献特色，同时紧跟学校学科发展政策，加大力度进行人文社科类馆藏资源的建设，努力成为学校的学习资源中心和信息共享中心。上海交通大学图书馆承担中国高等教育文献保障系统(CALIS)华东南地区中心、上海市高等学校图书情报工作委员会秘书处、上海教育网络图书馆管理中心、上海中心图书馆交大分馆等职责，同时，是具有国家教育部和上海市科委双重资质的科技查新工作站、国家知识产权局专利文献服务网点单位，也是全国首批高校国家知识产权信息服务中心，全国首批世界知识产权组织（WIPO）在华技术与创新支持中心。

上海交通大学图书馆围绕学校发展战略，以建设与世界一流大学相匹配的高水准、有特色、智慧型的信息知识服务中心为目标，加快构建优质的馆藏资源体系、搭建高效的信息获取系统、锤炼精准的知识供给能力，让上海交通大学图书馆成为一个开放、交互、互联的知识创新服务平台，赋能全校师生追求卓越，建设美好未来社会。