หอสมุดแห่งชาติปัจจุบันของไทย สถาปนาขึ้นด้วยพระมหากรุณาธิคุณสมเด็จพระมหากษัตราธิราชในพระบรมราชจักรีวงศ์ โดยการรวมหอพระมณเฑียรธรรม หอพระสมุดวชิรญาณ และหอพุทธสาสนสังคหะเข้าด้วยกัน ในรัชสมัย พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ ๕ ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้มีพระบรมราชโองการประกาศจัดการ หอพระสมุดวชิรญาณ ให้เป็น หอสมุดสำหรับพระนคร เมื่อ วันที่ ๑๒ ตุลาคม พุทธศักราช ๒๔๔๘ และได้วิวัฒนาการเป็นสำนักหอสมุดแห่งชาติ
หอพระสมุดวชิรญาณ เดิมตั้งอยู่ในพระบรมมหาราชวัง ต่อมาได้ย้ายมาตั้งอยู่ข้างนอกประตูพิมานไชยศรี คือศาลาสหทัยสมาคม แต่การบริหารและการให้บริการของหอพระสมุดเป็นสมาคม และเป็นสโมสรสำหรับสมาชิกเท่านั้น ในปีพุทธศักราช ๒๔๔๐ พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว เสด็จประพาสยุโรปได้เสด็จทอดพระเนตรกิจการหอสมุดแห่งชาติอังกฤษและหอสมุดแห่งชาติฝรั่งเศส เมื่อเสด็จนิวัติพระนคร มีพระราชดำริว่า หอพระสมุดวชิรญาณที่ทรงร่วมกันจัดตั้งขึ้นนั้นเป็นหอพระสมุดสำหรับราชสกุล แม้จะก่อให้เกิดประโยชน์ในทางวิชาการความรู้ยังไม่กว้างขวาง เพราะส่วนมากเป็นสมาชิกและอยู่ในวงแคบ หากขยายกิจการหอพระสมุดออกไปให้เป็น หอสมุดสำหรับพระนคร เพื่อพสกนิกรจะได้แสวงหา ประโยชน์ต่างๆจะได้จากการอ่านหนังสือ คงจะเป็นประโยชน์มากยิ่งขึ้นสมตามพระราชประสงค์ที่จะทรงเฉลิมพระเกียรติยศสนองพระเดชพระคุณ พระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ ๔ จึงทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯให้จัดตั้งหอพระสมุดวชิรญาณ เป็นหอสมุดสำหรับพระนครขึ้นเมื่อวันที่ ๑๒ ตุลาคม ๒๔๔๘ และพระราชทานนามว่า หอพระสมุดวชิรญาณสำหรับพระนคร ตามพระสมณนามาภิไธยในพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ต่อมา พระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ ๖ ขณะดำรงพระอิสริยยศ สมเด็จพระบรมโอรสาธิราช เจ้าฟ้ามหาวชิราวุธ สยามมกุฎราชกุมาร เป็นสภานายกหอพระสมุดวชิรญาณสำหรับพระนครได้พัฒนาและเจริญรุ่งเรืองตามลำดับ เมื่อพระองค์เสด็จเถลิงถวัลยราชสมบัติบรมราชาภิเษกแล้ว จึงโปรดเกล้าฯให้ย้ายหอพระสมุดวชิรญาณสำหรับพระนคร มาไว้ที่ ตึกใหญ่ริมถนนหน้าพระธาตุซึ่งเรียกว่าตึกถาวรวัตถุ และพระองค์ได้เสด็จพระราชดำเนินทรงประกอบพิธีเปิด เมื่อวันที่ ๖ มกราคม ๒๔๕๙
กิจการของหอพระสมุดวชิรญาณสำหรับพระนครเจริญก้าวหน้าขึ้นเป็นลำดับได้มีการรวบรวมหนังสืออันมีค่ายิ่งของประเทศไว้ได้เป็นจำนวนมาก และยังได้วางรากฐานการจัดห้องสมุดตามมาตรฐานสากลหลายประการ เช่น การจัดหมวดหมู่หนังสือ ทำบัตรรายการค้นหนังสือ ทำบรรณานุกรม และการจัดพิมพ์หนังสือที่มีคุณค่าต่างๆ จำนวนมาก เป็นต้น
ใน ปีพุทธศักราช ๒๔๖๙ พระบาทสมเด็จพระปกเกล้าเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ ๗ โปรดเกล้าฯให้แยกหอพระสมุด วชิรญาณสำหรับพระนครออกเป็น ๒ หอ คือ หอพระสมุดวชิราวุธ ตั้งอยู่ที่ตึกถาวรวัตถุเช่นเดิมให้เป็นที่เก็บหนังสือฉบับพิมพ์และ หอพระสมุดวชิรญาณ ให้ใช้เป็นที่เก็บหนังสือตัวเขียนและตู้พระธรรม
ปีพุทธศักราช ๒๔๗๖ รัฐบาลจัดตั้งกรมศิลปากรขึ้นและมีพระราชกฤษฎีกาแบ่งส่วนราชการกำหนดให้หอพระสมุดสำหรับพระนคร มีฐานะเป็นกองหนึ่งในกรมศิลปากรเรียกว่า กองหอสมุดและได้มีการเปลี่ยนแปลงชื่อหอพระสมุดสำหรับพระนครเป็นหอสมุดแห่งชาติในเวลาต่อมา หอสมุดแห่งชาติได้พัฒนากิจการเจริญรุ่งเรืองขึ้นตามลำดับมี ผู้ใช้บริการจำนวนมากจนถึง พุทธศักราช ๒๕๐๕ รัฐบาลได้อนุมัติงบประมาณก่อสร้างอาคารหอสมุดแห่งชาติเป็นอาคารทรงไทย สูง ๕ ชั้นขึ้น ที่บริเวณท่าวาสุกรี ถนนสามเสน และได้มีพิธีเปิดอย่างเป็นทางการ เมื่อวันที่ ๕ พฤษภาคม ๒๕๐๙ สำนักหอสมุดแห่งชาติ เป็นอาคารทรงไทย ๕ ชั้น บนเนื้อที่ประมาณ ๑๗ ไร่ ปัจจุบันตั้งอยู่ที่ท่าวาสุกรี ถนนสามเสน เขตดุสิต กรุงเทพมหานคร สังกัดกรมศิลปากร กระทรวงวัฒนธรรม