Возникновение библиотек в Воронежской губернии было связано с появлением учебных заведений: Воронежская духовная семинария (1745), Воронежское губернское Главное народное училище (1786), Воронежские губернские гимназии (1809). В начале XIX века приобрели известность книжные собрания Станкевичей, Чертковых, Тулиновых, Веневитиновых. Библиотекой Николая Ивановича Второва пользовались члены группировавшегося вокруг его кружка.

Первая попытка создания общественной библиотеки относилась к 1830-м годам. Отсутствие таковой отчасти восполнялось кабинетами для чтения при книжных лавках Дмитрия Антоновича Кашкина, Никанора Васильевича Гарденина, Ивана Саввича Никитина и других торговцев. В феврале 1864 года по инициативе местной интеллигенции открылась публичная библиотека, правопреемницей которой является Воронежская областная универсальная научная библиотека имени И.С. Никитина.

С 1860-х годов библиотеки для чтения появились при уездных училищах в городе Острогожск, городе Новохопёрск, городе Землянск, городе Богучар, городе Павловск. С конца XIX века работали три городских филиала и загородный абонемент губернской публичной библиотеки, её филиал в городе Бобров и отделение в городе Нижнедевицк. Библиотеки для бесплатного пользования образованы в городе Борисоглебск (1896) и городе Острогожск (1898); основными источниками их существования были добровольные пожертвования.

К 1917 году библиотеки имелись в отдельных волостях. Формирование и упорядочение библиотечной сети в Воронежской губернии закончилось к концу 1921 года: к этому времени она насчитывала 449 библиотек (в том числе 60 передвижек) и 1 489 изб-читален.

Крупнейшей библиотекой обладал открывшийся в 1918 году Воронежский государственный университет. К середине 1930-х годов во всех 44 районах Воронежской области действовали районные библиотеки, которыми пользовались около 300 000 человек.

Во время Великой Отечественной войны фонды многих библиотек были уничтожены и позднее составлялись заново.

С 1950-х годов росла сеть массовых, учебных, технических библиотек, появились Воронежская областная детская библиотека, Воронежская областная юношеская библиотека, Воронежская специальная библиотека для слепых имени В.Г. Короленко, первая в России Воронежская городская музыкально-театральная библиотека с фонотекой.

В 1947-1958 годах при областной библиотеке постоянно действовали курсы библиотекарей. Среднее библиотечное образование получали выпускники открывшегося в 1947 году в городе Боброве Воронежского областного культурно-просветительного училища.

К середине 1980-х годов в Воронежской области функционировало около 3 000 библиотек всех систем и ведомств с общим фондом свыше 53 000 000 экземпляров. В 1990-е годы сеть библиотек, особенно профессиональных и технических, резко сократилась. К 2000 году в Воронежской области имелось 2 345 библиотек с фондом около 50 000 000 экземпляров. Только системой государственных библиотек обслужено около 3 000 000 читателей.

В 1996 году возобновил работу межведомственный библиотечный совет, объединяющий библиотеки государственной сети и учебных заведений всех уровней. В 2006 году областную библиотечную сеть составляли, помимо областных библиотек, 911 муниципальных библиотек, 9 библиотек государственных высших учебных заведений, а также библиотеки других образовательных учреждений, различных предприятий.

В последние годы в центральные библиотеки Воронежской области приходят новейшие электронные технологии обслуживания читателей. Материалы, посвященные прошлому и настоящему библиотечному делу в Воронежском крае, регулярно публикуются в издающихся Воронежской областной универсальной научной библиотекой имени И.С. Никитина «Воронежском краеведческом вестнике» и «Панораме библиотечной жизни Воронежской области».