Поселковая администрация Десногорска, рабочего посёлка при строящейся Смоленской атомной станции, принимает решение об образовании библиотеки для жителей молодёжного посёлка. 1 января 1975 года во временном жилом посёлке, который состоял из передвижных вагончиков, под библиотеку и школу был выделен единый 2-х этажный вагончик. Библиотека расположилась на первом.
1 апреля 1976 года библиотека переезжает в строящийся посёлок Десногорск по адресу: 1 микрорайон дом №3.
В 1978 году Десногорская библиотека становится филиалом №4 Рославльской централизованной библиотечной системы. В посёлке Десногорске уже проживает 12 000 жителей.
В 1983 году под библиотеку сдаётся новое помещение. Библиотека вновь меняет свой адрес. На этот раз - микрорайон №3, пристройка к общежитию №15.
В 1986 году после довольно долгого и трудного строительства типового здания во 2-м микрорайоне, библиотека вновь отмечает своё новоселье. 5 ноября библиотека распахивает свои двери для читателей.
В октябре 1989 года Десногорск приобретает статус города областного подчинения. В жизни десногорских библиотек также происходит реорганизация. Они выделяются из состава Рославльской централизованной библиотечной системы.
15 января 1990 года решением Горисполкома г.Десногорска №3 организована Десногорская ЦБС (децентрализована с выделением центральной детской библиотеки в 1992 году – Постановление Главы администрации г. Десногорска №69 от 05.02.1992г.). В неё вошли библиотеки – центральная (филиал №4 Рославльской ЦБС), центральная детская (филиал №37) и филиал – библиотека (филиал №10), обслуживающая взрослых читателей (4 мкр.), проработавший до конца 1993 года (Распоряжение Главы администрации г. Десногорска №476 от 25.11.1993г.).
В 1999 году (13.08.) Десногорская центральная библиотека приобретает статус юридического лица, становясь муниципальным учреждением.
На основании Указа Президента РФ 28 августа 2001 года в библиотеке открывается Центр правовой информации (ЦПИ). С открытием Центра, в библиотеке осуществлена возможность доступа десногорцев в Интернет, открыта электронная почта.
В 2001 году в библиотеке предпринята первая попытка создания краеведческого календаря знаменательных и памятных дат «Десногорск – 2002». В нём нашли отражение юбилейные даты различных учреждений и предприятий города, юбилеи известных горожан, внёсших вклад в развитие Десногорска. В 2008 году календарь получил своё новое название «Десногорск. Люди и время», под которым выходил до 2020 года.
В январе 2002 года информация о Десногорской центральной библиотеке появилась в Интернете. Это стало возможно благодаря созданию сайта, где разместилась информация об отделах библиотеки и их работниках, о мероприятиях, проводящихся в стенах библиотеки.
В 2004 году начата работа по сбору важнейших событий из истории города и сегодняшнего дня. Библиотекой принято решение о ведении календарной летописи нашего города на основе газетных материалов, воспоминаний очевидцев. Сегодня «Летопись города Десногорска» представляет собой большой альбом с архивными фотографиями.
С 2005 года библиотека стала тесно сотрудничать с городскими летними лагерями. С этого времени ежегодно в летний период проводится летний библиомарафон книги.
Повышая технический уровень библиотеки, была приобретена версия электронного каталога. С 2005 года все новые поступления в фонды обработаны в электронной форме.
В 2007 году в Десногорской центральной библиотеке были открыты два центра – краеведческий и гуманитарный.
24 мая 2009 года в Лопатинском саду г. Смоленска впервые проходило награждение лауреатов областного конкурса среди библиотек Смоленской области по работе с детьми и подростками по гражданскому, патриотическому и духовно-нравственному направлениям, посвященного Дню славянской письменности и культуры (по итогам работы 2008 года). Первым Лауреатом I степени этого конкурса стала Десногорская центральная библиотека. Диплом директору библиотеки Зинаиде Борисовне Зайцевой был вручен Губернатором Смоленской области С.В. Антуфьевым.
В 2009 году Десногорская центральная библиотека стала участником объёмного проекта по созданию и изданию Книги Памяти г.Десногорска «Расскажите о нас - чтобы помнили!», посвящённой ветеранам войны Десногорска.
По итогам работы 2010 года МБУ «Десногорская библиотека» заняла первое место в городском смотре-конкурсе по охране труда «Лучшее состояние условий и охраны труда на предприятиях, в организациях и учреждениях города» за 2010 год среди организаций с численностью работающих до 100 человек».
Творческая работа 2011 года была отмечена совместным проектом с ЦОИ Смоленской АЭС: создание книги о десногорцах-ликвидаторах последствий аварии на Чернобыльской АЭС «В пояс тебе поклонюсь».
В 2012 году Десногорская библиотека признана победителями в конкурсах: конкурс среди библиотек и домов (дворцов) культуры Смоленской области по правовому просвещению избирателей в 2011 году, смотр-конкурс на «Лучшее состояние условий и охраны труда на предприятиях, в организациях и учреждениях города» за 2012 год среди организаций с численностью работающих до 100 человек.
С 2012 года в библиотеке реализуется собственный информационно-издательский проект «Память в наследство», который включает в себя выпуск краеведческих изданий по истории города Десногорска. В 2017 году он вошёл в состав Лучших муниципальных практик, реализуемых на территориях присутствия Госкорпорации «Росатом».
В рамках проекта подготовлены и выпущены: Календарь знаменательных и памятных дат «Десногорск. Люди и время», ежегодная версия летописи «Десногорск. История», ежегодные дайджесты «Десногорск: цифры и факты. Социально-экономический портрет города по итогам работы в … году» и «Доска Почёта муниципального образования «город Десногорск» Смоленской области. … год», книги: «Плывут дома-воспоминания…»: к 40-летию выпуска первой домовой панели города Десногорска» (2013), «Всем сердцем школу возлюбя…»: 40 лет со дня образования Десногорской средней школы №1» (2014), «Жить по долгу, совести и чести»: Десногорский Совет ветеранов (пенсионеров) войны, труда, вооружённых Сил и правоохранительных органов» (2015).
Разработаны дайджесты, пособия и проч.: «Белые ангелы милосердия»: женщины-медики ВОв, проживавшие в Десногорске» (2015), «Обелиски памяти. Мемориальный комплекс «Курган Славы» (2015), «Аллея Памяти» (2015), «Документы рассказывают»: к 25-летию со дня образования отдела ЗАГС в г. Десногорск» (2015), «Лес Победы» (2015), «Памятник «Строителям города Десногорска и Смоленской АЭС» (2016), «На охране важных государственных объектов. Войсковая часть 3678: К 35-летию образования войсковой части 3678» (2017), «Волшебники лекарства: Аптека №78 ОАО «СМОЛЕНСК-ФАРМАЦИЯ» (2017) и др.
Десногорская центральная библиотека неоднократно становилась победителем ежегодного областного конкурса «Библиотека года» - 2009, 2013,2015, 2022.
В 2018 году завершилась реорганизация двух муниципальных библиотек г.Десногорска – МБУ «Десногорская библиотека» и МБУ «Детская библиотека», путём присоединения детской библиотеки. С 7 февраля 2018 года МБУ «Десногорская библиотека» (начало деятельности 30 апреля 1977г. в составе Рославльской ЦБС) объединяет две библиотечные структуры – детскую и взрослую, которые находятся на территории разных микрорайонов г.Десногорска (4 мкр., 2 мкр.). В связи с этим изменилась структура учреждения. Сегодня она включает:
2 микрорайон, строение 6: сектор комплектования и обработки библиотечного фонда, информационно-методический сектор, взрослый абонемент (читатели с 31 года), юношеский абонемент (читатели с 14 до 30 лет), Центр краеведения, Центр правовой информации;
4 микрорайон строение 2, помещение 3: отдел обработки информации и каталогизации, информационно-справочный центр, абонемент обслуживания дошкольников и младших школьников 1-5 классов, абонемент обслуживания старших школьников, отдел периодики.
С 2018 года Десногорская библиотека является участником ежегодной социокультурной акции «Интеллектуальный забег «Бегущая книга Росатома» (Акция по продвижению книги и чтения).
В 2020 году Десногорская библиотека стала участником и победителем программы «Всероссийский виртуальный концертный зал» федерального проекта «Цифровая культура» национального проекта «Культура» «Создание виртуальных концертных залов в городах Российской Федерации». 11 сентября 2011 года в День города Виртуальный концертный зал был торжественно открыт.
По итогам работы в 2021 году Десногорская библиотека признана победителем ежегодного областного конкурса «Библиотека года» и регионального этапа Всероссийского конкурса «Лучшая муниципальная практика».