Aunque no son muchas las investigaciones sobre el nacimiento de la Biblioteca Nacional de Cuba, todas señalan el desinterés oficial que existía respecto a la fundación de una institución de este tipo. A diferencia de muchas naciones suramericanas, en el siglo XIX no había en la Isla una entidad de esta naturaleza. Al finalizar la guerra de independencia de 1895, intervenida por los Estados Unidos en 1898, no existía una sola biblioteca pública o en alguna escuela (salvo la existente anexa a la Universidad de La Habana) que permitiese su conversión en Biblioteca Nacional. Algunos intelectuales señalaban que esta nueva institución podría surgir de los fondos de la biblioteca de la Sociedad Económica Amigos del País, la más antigua, creada en 1793.
Pero lo cierto es que a los interventores estadounidenses no les apremiaba contar con una entidad por la que tantos abogaban; amén de que las unidades militares de sus fuerzas de ocupación en Cuba sí recibieron dotaciones de libros para crear salas de lectura para los soldados y oficiales. Finalmente, el gobernador estadounidense Leonardo Wood, a diferencia de su antecesor John R. Brooke, atendió los insistentes reclamos de un notable grupo de intelectuales. El 18 de octubre de 1901 nació la Biblioteca Nacional en una pequeña nave del Castillo de La Real Fuerza (un salón de 30 por 7,5 metros cuadrados, sin estanterías ni libros); al decir del investigador Tomás Fernández Robaina, un espacio “más simbólico que real”.
Doce días más tarde, la Orden Militar No. 234 del gobierno interventor daba fe del nombramiento de Domingo Figarola Caneda como el primer director de la institución. Sus primeros libros fueron donados por el propio Figarola, 3000 volúmenes de su biblioteca privada. Luego se sumaron al incipiente fondo las colecciones de Antonio Bachiller y Morales, y más tarde la de Francisco Sellén, no tan voluminosas estas dos últimas como la primera. En 1909, la señora Pilar Arazoza de Müller donó una pequeña imprenta con la que Figarola comenzó a editar la Revista de la Biblioteca Nacional, en su primera etapa.
En 1902, la Biblioteca ocupó otro local, igualmente inadecuado, en los altos de la Maestranza de Artillería. Durante varios años sufrió los avatares de no contar con sede propia, y en 1936, la asociación Amigos de la Biblioteca Nacional, fruto de la labor de Emilio Roig de Leuchsenring y un grupo de relevantes intelectuales, propuso la construcción de un edificio con características apropiadas para la institución. En medio de aquellos esfuerzos, en abril de 1938, la Biblioteca fue trasladada de nuevo al Castillo de La Real Fuerza, pues en la Maestranza de Artillería se establecería la Jefatura de la Policía Nacional.
No fue hasta junio de 1949, gracias a gestiones personales del Dr. Fernando Ortiz, miembro de la Junta de Patronos de la Biblioteca, que se pudo comprar la parcela de terreno conocida como Ermita de los Catalanes, donde se levantaría el nuevo edificio de la Biblioteca Nacional. La primera piedra se colocó el 28 de enero de 1952, sin embargo, esta no sería su ubicación final, pues cuando ya estaban construidos los cimientos y el basamento del edificio, el Gobierno acordó construir la Plaza Cívica o Plaza de la República, con el Monumento del Apóstol. Hubo que desplazar a la Biblioteca a otra parcela con su frente hacia la avenida Boyeros, y el 23 de septiembre de 1952 se estableció su ubicación definitiva. La nueva y actual sede quedó inaugurada el viernes 21 de febrero de 1958.
Sobre el nombre de la institución algunas personalidades querían que fuera bautizada con el de Gonzalo de Quesada Aróstegui, el discípulo predilecto de José Martí, en atención a su enérgico batallar por la aprobación de la Biblioteca ante el mando militar interventor yanqui. Sin embargo, la Junta de Patronos y Don Fernando Ortiz inclinaron la balanza, en una Carta Abierta al Primer Ministro, argumentando que la Biblioteca de la nación debía llevar el nombre de José Martí. Un tercer grupo alegaba que no debería llevar nombre alguno, quedando solo como Biblioteca Nacional. Fue la segunda propuesta la que quedó aprobada definitivamente.
Numerosas personalidades internacionales vinculadas al mundo de las bibliotecas y la cultura asistieron al acto inaugural del nuevo edificio, concebido en el período de esplendor del Movimiento Moderno en la Isla. Los arquitectos seleccionados para llevar a cabo esta empresa fueron Evelio Govantes Fuertes (1886-1981) y Félix Cabarrocas Ayala (1887-1961). El espléndido inmueble sobresale por la excelente calidad de su ejecución y la sobriedad de su diseño exterior. Su fachada principal posee ocho columnas enchapadas en piedra Jaimanitas y losas de mármol, con un elegante pórtico de granito rojo y piedra travertina, donde aparece el nombre de José Martí, rotulado en plata, flanqueado por los nombres biselados de próceres de nuestras gestas de independencia, junto al de notables pensadores e intelectuales cubanos. El pórtico da paso a un interior cuya composición visual cambia. Lo conservador de sus exteriores se transforma en una sorprendente imagen coronada por un conjunto de elementos simbólicos, principalmente constituido por el lucernario y zodiaco, obras de arte realizadas por el célebre maestro vidriero francés Auguste Labouret (1871-1964).
Recientemente, en el año 2021, la Comisión Nacional de Monumentos otorgó al inmueble la condición de Monumento Nacional, para lo cual tuvo en cuenta el valor histórico, documental, arquitectónico, artístico, ambiental y social de esta construcción que forma parte del centro político administrativo de la nación y es uno de los espacios públicos de mayor significación para los cubanos. Fueron considerados también el excelente diseño funcional y bioclimático del inmueble y la presencia de obras de arte de incalculable valor artístico; así como el excepcional patrimonio bibliográfico de la Biblioteca, institución que atesora una parte decisiva de la memoria e identidad cubanas.