Основана 26 мая (6 июня по новому стилю) 1899 года в память о Виссарионе Белинском — выдающемся литературном критике и публицисте. Изначально создавалась как Екатеринбургская публичная общественная библиотека при содействии местной интеллигенции.
В 1985 году получила современное название. С 1997 года имеет статус центральной библиотеки Свердловской области в соответствии с Областным законом от 21 апреля 1997 года №25-ОЗ «О библиотеках и библиотечных фондах в Свердловской области».
С 2008 года — Региональный центр по работе с книжными памятниками в Свердловской области. В 2019 году была одной из первых библиотек России, начавших регистрацию самой ценной части своего фонда в Государственном реестре книжных памятников Российской Федерации.
В 2025 году в библиотеке открыт Региональный центр реставрации и консервации библиотечных фондов — второй по величине в России