La biblioteca fue proyectada por un equipo encabezado por el arquitecto mexicano Alberto Kalach. Los demás integrantes del equipo fueron Gustavo Lipkau, Juan Palomar y Tonatiuh Martínez, quien resultó ganador del concurso en el que participaron 592 profesionales. El área total del terreno es de 38,094 m2, donde se albergan el edificio central de la biblioteca, los jardines, el invernadero y la librería. Cuenta con un diseño que permite ampliar la estantería para hacer crecer su acervo, que oficialmente es de 575 mil libros. Una de sus facultades es permitir la ampliación del espacio para los libros y poder llegar a un máximo de 2’000,000 de ejemplares. Es una de las bibliotecas públicas más frecuentada en América Latina.

Esta biblioteca cubre 38 mil metros cuadrados de construcción, y tuvo un costo inicial proyectado de 954 millones de pesos (en esa época, aproximadamente 98 millones de dólares estadounidenses).

Es un recinto luminoso gracias al juego de transparencias que le dan el techo y las paredes de cristal. Tiene tres niveles superiores y una planta baja, y constituye una admirable muestra de la arquitectura moderna.

El recinto puede tener un aforo máximo de hasta 5 mil personas diariamente, lo que constituye una afluencia de 1,825.000 visitantes al año.