Pod koniec 1998 roku Polska Akademia Nauk zakupiła działkę przy ul. Wałowej (obecnie Wałowa 24) o powierzchni 1 225 m2 przeznaczoną na budowę nowego budynku magazynowego książek z czytelniami i pracowniami. Do realizacji koncepcji funkcjonalno-przestrzennej biblioteki wybrano projekt architekta Narcyza Sienkiewicza.
W czerwcu 2000 roku rozpoczęto budowę, w październiku wmurowano kamień węgielny, a budowę i wyposażenie obiektu zakończono we wrześniu 2005 roku.
Budynek jest posadowiony na palach i rusztach żelbetowych. Żelbetowe są też ściany piwnic, ściany usztywniające, słupy, stropy i schody. Ściany osłonowe z pustaków ceramicznych obłożone są styropianem i licowane kamieniem, klinkierem lub wyprawą szlachetną. Więźba drewniana jest kryta blachą powlekaną i papą termozgrzewalną. Ścianki działowe wykonane są z płyt gipsowo-kartonowych lub przeszklone. Stolarka okienna aluminiowa, drzwi drewniane lub przeszklone.
Wejście główne do budynku znajduje się od strony ulicy Wałowej, wejście dostawcze i wjazd do garażu w podcieniu od strony zachodniej budynku.
Część centralną zajmuje hall z szatnią i wypożyczalnią oraz salą katalogów. Na piętro z czytelniami prowadzą schody wachlarzowe. Można też dostać się tam windą. Budynek liczy sześć kondygnacji nadziemnych i jedną podziemną. Na parterze i pierwszym piętrze znajdują się pracownie biblioteczne i czytelnie. Piętra II – V stanowią magazyny książek i czasopism oraz pomieszczenie wentylatorni. Piętra II i IV magazynu wyposażone zostały w regały jezdne. Ogólna długość półek to ponad 17 000 mb. W części podziemnej znajduje się garaż na 12 samochodów, pomieszczenia techniczne oraz pomieszczenia abonenckiej stacji transformatorowej.
W budynku Biblioteki zastosowano najnowsze rozwiązania techniczne, w tym system klimatyzacji oraz system gaszenia gazem w magazynach książek. Budynek jest też przystosowany dla osób niepełnosprawnych.
