在南京大学图书馆的历史上,著名图书馆学家刘国钧、 李小缘、施廷镛和国学大师胡小石等诸先生,先后主持过馆务。上世纪 80 年代初期,1.95 万平米的新馆落成。 2001年6月,为迎接南京大学百年校庆,进行了扩建改造 , 馆舍面积增至 2.21 万平方米。
 1994 年,建立浦口校区分馆, 至2007年,分馆藏书已达到34万册。 2007年5月,面积 3.05万平方米的浦口校区新馆―思源图书馆建成并开放。至2007年12月止,全馆(含浦口校区思源图书馆)共有阅览室20个,阅览座位 3000 席,馆舍总面积约5万平方米,工作人员130余人。
 南京大学图书馆馆藏丰富,经长期积累,形成了比较系统、完整的综合性的藏书体系。至 2014年底,总藏书量达到 577万册(含院系资料室)。馆藏古籍线装书近 40 万册,其中善本古籍有3000余种、 3 万余册。地方文献、古代目录学文献以及丛书的收藏已形成特色。 古代地方志共收藏有 4000 余种,近4万册,在全国各大图书馆中处于领先地位。本馆收藏了多个国家和地区的多个语种的期刊,尤以物理、生物、地学、数学为特色。1949年以前的中文社会科学书刊与自然科学收藏也比较丰富。
 近年来,本馆加大了发展电子文献的力度,购买了多种网络数据库、光盘数据库。至2014年底,可提供利用的电子全文包括:中文期刊 3.5万种、外文期刊2.7万种、中文图书303万种、外文图书60万种。
 本馆收藏了 80 多个国家和地区 20 多个语种的期刊,尤以物理、生物、地学、数学、东方学为特色,1949年以前的中文社会科学书刊收藏颇丰。近年来,在教育主管部门的支持下,全国高校的地科(地质、地理、气象、天文、环境科学)教材中心、文科文献中心相继建成,进一步增加了馆藏内容和特色。
 南京大学图书馆现负责统筹协调校内 32个院、系、所的图书室和资料室工作,与国内外 700 余个单位保持经常的业务联系和书刊交换,为本校以及江苏、南京乃至全国的读者提供了广泛的优质服务。本馆是江苏省高校图书情报工作委员会委秘书处的所在馆,长期以来为促进江苏高校图书馆的协作与交流、江苏与兄弟省的交流做出了积极的贡献。
 南京大学图书馆是国内较早从事计算机应用的高校图书馆。1986年在国内首先研制成功条型码计算机中文图书流通管理系统并投入实用。1992年开发的中文采购、编目管理系统等正式投入实际使用,受到同行的广泛好评。1998年底,我馆全面更新了图书馆管理系统,使用由江苏汇文软件公司开发的新一代图书馆管理系统“汇文”系统, 实现了图书馆管理的全面计算机化,目前,正在向各个院系分馆延伸服务,逐步实现全校(包括仙林分馆)图书流通的“一卡通”,全校已有化学化工学院、建筑研究所、国际商学院、物理系等院系资料室,均纳入图书馆的计算机系统统一管理。
2009年9月,南京大学仙林国际化校区图书馆建成启用,新馆地处校区心脏地带,位于校园礼仪大道北端,正对校区主入口,依山傍水,是仙林国际化校区的标志性工程, 外部造型独特,风格庄重典雅, 地上建筑共五层,总面积 51000 平方米,每层约 10000 平方米,分为3个服务区,可容纳3300余个阅览座位。新馆采用大流通、大阅览的服务模式,总服务台设在2楼大厅。 全楼设有45个研究小间、3个音乐鉴赏室供读者使用 。既为学校未来发展预留了一定的发展空间,又凸显国际化校区图书馆多功能 、现代化、休闲化和个性化服务的人文理念。
 2009年10月8日, 南京大学杜厦图书馆落成典礼举行,杜厦校友暨学校领导到会,并参观杜厦图书馆。 2009年10月9日, 南京大学仙林校区启用典礼正式举行,典礼期间,蒋树声副委员长、梁保华书记等领导先后视察杜厦图书馆。2012年10月,杜厦图书馆全面开馆,曹卫星副省长等领导出席开馆庆典,并参观杜厦新馆。
 随着中国高等教育文献保障系统(CALIS)、江苏省高等教育文献保障系统(JALIS)的建设,南京大学图书馆已成为中国高等教育文献保障系统(CALIS)华东北地区管理中心和江苏省高等教育文献保障系统(JALIS)的管理中心,承担着为华东北地区(江苏、山东、安徽三省)的高等院校提供信息服务、协作、资源共享、管理的重任。