国家图书馆二期工程暨国家数字图书馆工程是国家"十五"规划确定的重点文化设施建设项目，从申报之初即得到党和国家领导同志的关心和支持。1998年，江泽民同志在视察国家图书馆时，对二期工程的重要意义给予了充分肯定。2003年1月，原国家发展计划委员会正式批复工程项目科研报告，决定在2003-2007年间建成国家图书馆二期工程暨国家数字图书馆工程。本工程项目选址位于国家图书馆北侧。1975年周恩来总理在批准国家图书馆总体建设方案时，即高瞻远瞩地提出要为图书馆在下世纪的发展留出空间的思想。
当时一次性征地10公顷，一期占地7公顷，预留了3公顷作为二期工程建设用地。避免了本工程项目再选址再征地的问题，大大减少了二期的投资规模。工程总建筑面积77,678平方米，其中国家图书馆二期工程为64,766平方米，国家数字图书馆工程为12,921平方米。国家总投资123,500万元。工程完工以后，国家图书馆的馆舍面积将达到约25万平方米，列世界第三位。
国家图书馆二期工程暨国家数字图书馆工程是建立在高新技术基础上的信息化、智能化建筑，工程建成后，新增书库面积可满足未来30年的藏书之用，新增读者座位2,900个，日均接待读者能力增加8,000人次，这些新增、新扩设备、设施与国家图书馆一期融合后，广大读者将会享受到优雅、舒适、便捷的学习环境，国家图书馆这座知识殿堂也将因此更加灿烂辉煌。
国家图书馆二期工程暨国家数字图书馆工程建设适应全面建设小康社会的社会总趋势，建成之后，将充分缓解国家图书馆目前书库饱和、阅览座位不足与人们日益增长的读书需求的矛盾，势必将更好地发挥国家图书馆的信息资源优势，服务于建设"全民学习、终身学习的学习型社会"的总体目标，满足人民群众不断增长的精神文化生活需求，促进全民族科学文化素质的提高。同期建设的国家数字图书馆工程更是一项具有战略意义的民族文化工程，是融入人们社会生活、不局限于图书馆场所的社会化、专业化、个性化的信息提供基础设施。它是数字信息的一种有效组织与提供方式，具有信息存储量大、检索速度快、自由跨库查询等特点，人们在任何时间、任何地点通过网络都可以获取所需信息，极大地拓展了图书馆的服务外延，使之成为跨越时空限制的网上只是中心和信息服务基地。
数字图书馆的核心是以各种中文信息为主的资源库群，它的建设将迅速扭转互联网上中文信息匮乏的状况，形成中华文化在互联网上的整体优势。同时，数字图书馆是一个集各种高新技术为一体的项目，它的建设将极大促进我国信息技术的发展，同时带动与之相关的计算机技术、网络技术、通讯技术和多媒体技术等各项技术的发展，形成的高新技术产业链，对于提供我国整体的信息产业水平将起到不可估量的影响。它还是知识经济的重要载体，为知识传播提供了一种崭新的手段，可以最大限度地突破时空限制，营造出进行全民终身教育的良好环境，为所有人获取信息提供了最为便捷的手段和最为丰富的信息，对于我国国民素质教育将起到巨大的促进作用。因此，站在民族文化发展的高度，站在国家安全高度，站在开发利用信息资源、节约材耗和能耗，保持我国经济持续快速健康发展的高度，数字图书馆的建设无疑具有重要的战略意义。