1913年6月,因广化寺地处偏僻,低洼潮湿,经教育部批准,在另觅新馆址的同时,设分馆于宣武门外前青厂,1914年分馆迁至前青厂西口永光寺街。10月,京师图书馆停止阅览,暂时由广化寺移至国子监。1915年,确定以安定门内方家胡同国子监南学旧址为京师图书馆。1917年1月26日,京师图书馆在方家胡同重新开放,鲁迅与教育部部分同仁出席了开馆活动并留影纪念。此时的京师图书馆已粗具近代图书馆的规模。1928年,政府定都南京,另设国立图书馆于南京,京师图书馆改称国立北平图书馆,馆址由方家胡同迁往中南海居仁堂,1929年1月对外开放,马叙伦一度任馆长。当时,除国立北平图书馆外,还有一所由中华文化教育基金会1926年创办的北京图书馆,地点在北海,租借庆霄楼、悦心殿、静憩轩、善安殿等处,馆长由京师图书馆馆长梁启超兼任,李四光为副馆长。1929年8月,国立北平图书馆与北海的北京图书馆合并,仍名国立北平图书馆。馆长蔡元培,直至1940年蔡去世后,由副馆长袁同礼接任。当时开始编纂全国书刊联合目录,进一步履行国家图书馆的职能。
北京图书馆不收门票。