Knihovna byla původně součástí Českého stavovského polytechnického ústavu. V roce 1935 získala zázemí v Klementinu jako Knihovna vysokých škol technických. V roce 1960 byla přejmenována na Státní technickou knihovnu. Prostory v Klementinu jí ale přestaly vyhovovat, a tak byly zřízeny v letech 1974 až 1981 dva skladovací prostory v Praze 4 - Písnici a ve Lhotě u Dolních Břežan. Knihovna i nadále hledala trvalejší řešení nevyhovujících prostor, až se nakonec v druhé polovině 90. let podařilo prosadit projekt výstavby Národní technické knihovny v Praze 6 - Dejvicích, v centru českého technického vzdělávání.
Podívejte se také na díl Skrytých pokladů o Suchardově vile:
Současná budova zde byla vystavěna mezi lety 2006 a 2009 na základě vítězného návrhu ze soutěže, vypsané v roce 2000. Tu vyhrál tým studia Projektil (Roman Brychta, Adam Halíř, Ondřej Hofmeister a Petr Lešek) a architekt Václav Králíček (ten se dalších prací na projektu již neúčastnil). Prováděcí plány vypracoval ateliér Helika, stavbu provedlo konsorcium firem Sekyra Group, Metrostav a OHL-ŽS.
Vznikl zajímavý koncept, budova má zaoblené rohy, a tak kontrastuje s okolní pravoúhlou zástavbou. Půdorys železobetonové stavby tvoří čtverec o straně 70 m, plášť je ze skleněných panelů. Objekt má devět podlaží (šest nadzemních a tři podzemní). V suterénu lze najít sklady a garáže, v přízemí se pak nachází přednáškový sál pro 230 lidí, pobočka městské knihovny, šatna a kavárna. Kapacita knihovny dnes čítá přes 1,7 milionu svazků.
Horní patra s ochozy vnějšího atria zdobí komiksové kresby rumunského výtvarníka Dana Perjovschiho. Prostor oživují barevné podlahy a design, jež navrhlo studio PAS. Originální je taktéž průčelí, kde se objevují žluté kvóty, které slouží jako orientační systém.
Do knihovny dnes přicházejí jak studenti, tak třeba i senioři a veřejnost z Dejvic. Konají se zde i nejrůznější přednášky nebo konference pro veřejnost. Knihovna funguje 365 dní v roce, takřka 24 hodin denně.
Za architektonický návrh získala budova řadu ocenění, kupříkladu Grand Prix architektury, Stavba roku či Czech Grand Design.společnost.
