沈陽市圖書館是一所綜合性大型公共圖書館，始建于1908年，即清光緒34年,最初命名為奉天省城圖書館，幾經(jīng)遷移，1946年擇址于沈河區(qū)朝陽街131號(hào)，1991年搬遷到沈河區(qū)北京街五號(hào),2005年搬遷到新館，沈河區(qū)青年大街205號(hào)，建筑面積4萬余平方米，主體樓高6層，設(shè)有8層附屬辦公樓。2005年6月1日正式開館。

截止2005年底，沈陽市圖書館共有藏書183萬冊(cè)(件）。古籍中匯刻叢書和史料比較齊全，有《四部叢書》、《古今圖書集成》、《四庫全書珍本》等百余套，有些是古籍善本書；在史記中，二十四史有多種版本；清末呈遷燮寫本《明實(shí)錄》，是國內(nèi)比較完整的一部明朝史料長編；有1912年至1948年長達(dá)37年的偽滿政府公報(bào)，遼、吉、黑等三省地方文獻(xiàn)近25794種。建國后，凡與遼寧、沈陽的政治、經(jīng)濟(jì)、文化、教育、科學(xué)等有關(guān)的資料，都搜集保存系統(tǒng)完整。外文資料有大型檢索工具書，如美國《化學(xué)文摘》、日本《特許公報(bào)》以及日本神奈川征書會(huì)征集的日文原版圖書三萬多冊(cè)。擁有一定數(shù)量的電子資源，是CNKI、萬方數(shù)據(jù)網(wǎng)上包庫用戶，所有資源供讀者使用。

沈陽市圖書館在館長、書記和副館長的直接領(lǐng)導(dǎo)下設(shè)有：圖書館辦公室（黨總支辦公室）、社會(huì)活動(dòng)部、采編部、外借部、報(bào)刊部、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)部、數(shù)字化中心、信息開發(fā)部、行政辦公室等幾大部室。全年365天向沈陽市廣大讀者開放。圖書館向讀者敞開發(fā)放借書證，隨到隨辦。圖書館實(shí)行開架、半開架、閉架等多種借閱方式為讀者服務(wù)，總閱覽座位700余個(gè)。除傳統(tǒng)的服務(wù)方式外，方便特殊人群的服務(wù)項(xiàng)目眾多：少兒圖書閱覽室、老年人閱覽區(qū)、服飾文化工作室、光盤資料借閱室、休閑書屋、多媒體閱覽室、外文閱覽室、新書展示廳、地方文獻(xiàn)研究室，開展現(xiàn)刊、過刊、專業(yè)期刊閱覽和外借服務(wù)等，設(shè)有計(jì)算機(jī)及外語培訓(xùn)中心，并有多種多功能廳、室為社會(huì)各界使用。

沈陽市圖書館在全市三大系統(tǒng)圖書館間實(shí)現(xiàn)資源共享。圖書館內(nèi)已實(shí)現(xiàn)全部業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)自動(dòng)化、館內(nèi)辦公局域網(wǎng)絡(luò)化。擁有獨(dú)立的網(wǎng)站并與Internet互聯(lián)，用現(xiàn)代化技術(shù)手段開發(fā)具有地方及本館特色文獻(xiàn)信息資源，開展文獻(xiàn)信息服務(wù)，力求用這一窗口為讀者提供更多、更新、更好的服務(wù)，為沈陽市的繁榮與發(fā)展，及加速沈陽信息化進(jìn)程做出更大的貢獻(xiàn)。

2018年8月13日，文化和旅游部公布第六次全國縣級(jí)以上公共圖書館評(píng)估定級(jí)上等級(jí)圖書館名單，沈陽市圖書館被評(píng)為“一級(jí)圖書館”。