Por decreto del presidente Benito Juárez, en 1867 se establece en el ex templo de San Agustín la Biblioteca Nacional de México, y José María Lafragua es nombrado su director. Su Fondo de Origen es conformado con materiales documentales, bibliográficos y hemerográficos provenientes de diversas bibliotecas, tanto novohispanas como decimonónicas. Su acervo se fue incrementando mediante el Depósito Legal, donaciones, compra y canje.
Siendo su director José María Vigil, y después de una intensa labor de organización, la Biblioteca Nacional abre finalmente sus puertas al público en 1884. Se adopta el sistema de clasificación propuesto por Paul Namur. Entre 1889 y 1908 se publica en 12 volúmenes el Catálogo de la Biblioteca Nacional elaborado por Vigil.
Por invitación de la Real Sociedad de Londres, en 1898 se establece la Junta Nacional de Literatura Científica, con el propósito de colaborar en la elaboración de un catálogo internacional. Dicha junta dio origen al Instituto Bibliográfico Mexicano, fundado en 1899 en las instalaciones de la Biblioteca Nacional, para “formar la bibliografía general de la República”.
Al Instituto Bibliográfico Mexicano se debe la publicación de importantes trabajos de investigación, como el Ensayo bibliográfico del siglo XVII (1899) de Vicente de P. Andrade, la Bibliografía mexicana del siglo XVIII (1902-1908) de Nicolás León y el Boletín del propio instituto (1902). En 1904 comienza a publicarse el Boletín de la Biblioteca Nacional de México, y a partir de 1919 aparece la revista Biblos.
Por mandato del gobierno federal, en 1929 la Biblioteca Nacional dejó de depender de la Secretaría de Educación Pública y se integró a la Universidad Nacional Autónoma de México. En 1936 fue emitido el decreto de Depósito Legal, que obliga a los editores de todos los estados de la República al envío de dos ejemplares de libros, periódicos y revistas a la Biblioteca Nacional.
Cuando fue trasladado del acervo hemerográfico al ex templo de San Pedro y San Pablo en 1944, se crea la Hemeroteca Nacional de México y Rafael Carrasco Puente es designado su director; en dicho recinto también se funda el Museo Iconográfico.
Ante el surgimiento del Subsistema de Humanidades de la UNAM, en 1967 se constituye el Instituto de Investigaciones Bibliográficas, entidad académica a la cual se le confiere la administración de la Biblioteca y Hemeroteca Nacionales. Con su primer director, Ernesto de la Torre Villar, inicia la publicación de la primera época de la Bibliografía Mexicana y, dos años después, del Boletín del Instituto de Investigaciones Bibliográficas.
Con objeto de satisfacer nuevas demandas de servicios bibliotecarios, a finales de la década de los años 70 se construyen nuevas instalaciones en la Zona Cultural de Ciudad Universitaria para albergar a la Biblioteca Nacional, la Hemeroteca Nacional y el Instituto de Investigaciones Bibliográficas. En 1979 se ocupan los dos edificios principales; en 1988 es entregado el Almacén de Periódicos y Revistas, para concentrar el material duplicado de la Hemeroteca Nacional, y en 1992 es inaugurado el edificio anexo del Fondo Reservado.
En 2001 comienzan los procesos de digitalización del acervo, para mejorar los servicios bibliotecarios y conservar los materiales bibliográficos y documentales. Desde 2011 la Hemeroteca Nacional Digital de México (HNDM) está disponible en Internet, y la Biblioteca Nacional Digital de México (BNDM) a partir de 2015.
En 2016 se forma un equipo multidisciplinario de la UNAM encargado de elaborar el proyecto del Centro de Preservación Documental, ubicado en el campus universitario de Juriquilla, en Querétaro.
