Научная библиотека им. Н.И. Лобачевского - одна из крупнейших и старейших библиотек России. Основана в 1804 г. году одновременно с Казанским университетом на базе фондов, переданных библиотекой Казанской гимназии. Практическая деятельность университетской библиотеки началась в 1806 г., когда был назначен первый библиотекарь Казанского университета профессор М.Л. Сторль. Вместе со своим помощником П.С. Кондыревым он отобрал из библиотеки гимназии книги, необходимые для университета - 1737 сочинений в 4022 томах. Основой первоначального фонда библиотеки университета стали принадлежавшие ранее гимназии книжные собрания Г.А. Потемкина и В.И. Полянского.

Огромную роль в развитии библиотеки сыграл великий русский ученый Н.И. Лобачевский. В 1825 году он был избран библиотекарем, и руководил библиотекой до 1835 г., совмещая эти обязанности с 1827 г. с обязанностями ректора. При нем были заложены научные основы комплектования фондов библиотеки, отечественного и международного книгообмена, началось составление единых каталогов, библиотека стала публичной, доступной для жителей города, для нее было возведено специальное здание.

Преемником Н.И. Лобачевского - библиотекаря стал его сподвижник профессор - филолог К.К. Фойгт (1835-1850), составивший "План расположения библиотеки Казанского университета" - одну из первых в России библиотечно-библиографических схем классификации наук.

Почти полвека (1850-1897) должность библиотекаря занимал профессор-востоковед И.Ф. Готвальд. Под его руководством были изданы фундаментальные печатные каталоги библиотеки, он подарил ей свое рукописное и книжное собрание.

С 1922 г. по сентябрь 1959 г. библиотека получала бесплатный обязательный экземпляр отечественной печати.

В состав библиотеки вошли книжные собрания ряда учебных заведений, учреждений, обществ, чья деятельность была полностью или частично свернута после Октябрьской революции 1917г. (часть библиотеки бывшей Казанской духовной академии, библиотеки Общества археологии, истории и этнографии при Казанском университете, Казанского городского музея, музея искусств и древностей Казанского университета, Казанских гимназий, училищ, семинарий и др.), а также национализированные личные библиотеки - всего более 1 миллиона томов.

В 1932 г. библиотеке присвоен титул научной.

Читателями библиотеки были многие замечательные ученые : Н.И. Лобачевский, К.К. Клаус, Н.Н. Зинин, В.П. Васильев, А.М. Бутлеров, Н.О. Ковалевский, В.М. Бехтерев, И.А. Бодуэн де Куртенэ, Н.Ф. Катанов, А.Е. Арбузов, А.Ф. Самойлов, Н.А. Васильев, Е.К. Завойский и др.

Учились в Казанском университете и пользовались его библиотекой будущие писатели Л.Н. Толстой, П.И. Мельников-Печерский, композитор М.А. Балакирев, актер В.Н. Андреев-Бурлак, поэт В.В. Хлебников... Читателем библиотеки в казанский период своей жизни был В.И. Ульянов, известный всему миру как Ленин. В годы Великой Отечественной войны библиотека обслуживала в частности сотрудников эвакуированных учреждений АН СССР, среди которых были А.Ф. Иоффе, П.Л. Капица, В.Г. Хлопин, Е.В. Тарле, Е.А. Косминский и др.

В 1953 г. библиотеке присвоено имя Н.И. Лобачевского.

В 1969 г. библиотека была утверждена в качестве зонального методического центра для региона Верхнего Поволжья. Текст приказа.