Nằm trên phố Tràng Thi, Thư viện Quốc gia là thư viện tổng hợp lớn nhất của Việt Nam. Thành lập khoảng năm 1919 và mang tên toàn quyền Đông Dương Pi-e Pát ki ơ, vào lúc phát triển nhất (năm 1939), thư viện có 92.163 cuốn sách, trong đó khoảng hai phần mười là sách tiếng Việt.
Năm 1954, được cải tổ thành Thư viện trung ương, với vốn sách báo cũ, cộng với vốn sách báo của thư viện của Chính phủ đưa từ chiến khu Việt Bắc về chừng 180 nghìn cuốn.
Ngày 26-6-1957, Thư viện trung ương được chính thức mang tên Thư viện quốc gia Việt Nam, đồng thời cũng là cơ quan lưu chiểu sách báo in trong nước. Bốn chục năm qua, Thư viện quốc gia Việt Narn không ngừng bổ sung sách báo trong nước và nước ngoài.
Hiện nay, đã có hơn một triệu cuốn sách, bảy nghìn loại báo và tạp chí tiếng Việt và các thứ tiếng khác. Các luận án tiến sĩ của cán bộ khoa học Việt Nam, được bảo vệ trong nước và ngoài nước, cũng tập trung ở đây.
Đây là một trong những trung tâm văn hoá Việt Nam có những mối liên hệ quốc tế rộng rãi nhất, thường xuyên trao đổi sách báo với hơn 300 thư viện cơ quan khoa học lớn của 100 nước trên thế giới.
Thư viện quốc gia Việt Nam là thành viên của Hiệp hội Quốc tế các thư viện (LFLA). Bằng những trao đổi và hợp tác đã thu thập được hàng trăm nghìn sách báo của nước ngoài có giá trị thuộc nhiều lĩnh vực.
Những phòng đọc thoáng mát, những nơi tra cứu và mượn sách thuận tiện, những phương tiện sao chụp của thư viện ngày càng hoàn thiện.
Thư viện thường xuyên tổ chức các buổi nói chuyện về đời sống, kinh tế, văn hoá, lịch sử, khoa học kỹ thuật công nghệ, các danh nhân...phục vụ bạn đọc. Diễn giả là các nhà khoa học, văn nghệ sĩ danh tiếng. Thư viện quốc gia Việt Nam còn là cơ quan hướng dẫn nghiệp vụ cho hệ thống thư viện trong cả nước.
Bên cạnh Thư viện quốc gia Việt Nam, ở Hà Nội còn có các thư viện lớn ở cấp trung ương như: Thư viện Khoa học - kỹ thuật, Thư viện Khoa học xã hội, Thư viện Quân đội... Nhiều cơ quan và nhiều viện nghiên cứu ở trung ương cũng có thư viện riêng của mình.