西北工业大学图书馆由原西北工学院图书馆和西安航空学院图书馆于1957年随校合并而成。西北工学院图书馆建于1938年，西安航空学院图书馆的前身是1956年由南京随校迁来的华东航空学院图书馆。1970年哈尔滨军事工程学院航空工程系迁入西北工业大学，文献资料也并入图书馆。

现馆舍由东馆和西馆两部分组成，总面积约21000平方米。东馆是1993年底，由香港知名爱国人士邵逸夫先生投资500万港币，我校出资1750万人民币，在老馆东部建成的，面积为10600平方米。西馆即原馆舍，1984年在原基础上增盖了六层书库。