武汉图书馆始建于1946年10月，其前身是“汉口市立图书馆”，1953年正式更名为武汉图书馆。2000年12月搬迁至现址（建设大道861号）并对外开放。馆内无线网络全覆盖，配置有触摸屏检索机、阅报系统、电子书下载机、以及自助办证机、自助借还书机等自助服务设备，设置借阅合一阅览室、报刊借阅室、电子阅览室、地方文献阅览室、青少年阅览室、古籍阅览室等多个功能服务区17个。现馆藏纸质文献约310万册（件），数字资源容量达345TB。

武汉图书馆始终以“传承文明、传播文化、启迪民智、服务社会”为己任，秉承“公益性、基本性、均等性、便利性”的原则，实施“三项建设同步（文献资源建设、人才队伍建设和管理制度建设）、四种服务结合（大众服务与专业服务、阵地服务与延伸服务、传统服务与创新服务、常规服务与网络服务）、五大文化惠民工程并举（文化信息资源共享工程、数字图书馆推广工程、公共电子阅览室计划、古籍保护工程和武汉市公共图书馆通借通还工程）”的发展战略，搭建起覆盖全市、惠及全民的公共文化服务体系。

武汉图书全年天天对外开放，每天开放时间长达12小时，实行借阅合一的服务模式，免费提供各项基本服务，建成81个汽车图书馆流动服务点、147台街头及地铁站自助图书馆，形成覆盖全市的图书馆服务网络，并推出武图微信、微博、手机APP“两微一端”及“云阅读”等新媒体阅读服务；打造江城读书节、名家论坛、社科讲坛、市民学堂、武图展览、读者沙龙、i品书香、流动书香、小图爱阅、武图之声等“武图悦读”系列品牌活动；开设汤湖分馆、新世界百货分馆、市民之家分馆、武图•物外新阅读空间多个特色分馆；成立武汉地区图书馆联盟、“公共图书馆+书店”联盟，并与国家图书馆、主要城市图书馆建立广泛的合作网，有力促进了武汉“读书之城”的建设。

武汉图书馆还承担武汉市中心图书馆职责，负责对全市各区、街道图书馆等进行业务指导与开展协作协调，促进了武汉市公共图书馆的整体发展。2000年6月，武汉图书馆成为国际图书馆协会联合会（ IFLA ）的机构成员，在专业的国际舞台上从此有了武汉图书馆的声音。

武汉图书馆先后被评为国家一级图书馆、全国古籍保护单位、全国“数字图书馆推广工程”试点单位，并获得全国“全民阅读示范基地”、“全国社会科学普及基地”、湖北省“十佳图书馆”、省市级文明单位等称号，武汉图书馆汤湖分馆被文化部授予“基层图书馆”称号，被中华全国总工会授予“全国职工书屋示范点”称号。