1935年（民国24年），设立温宿县民众教育馆。1950年3月，由县人民政府接收民众教育馆。1962年，改为温宿县文化馆，图书馆与文化馆合署办公。1987年10月，温宿县图书馆由文化馆分出单设单建，建筑面积900平方米。

2007年8月因危房、城市规划需要拆除，并搬搬迁至姑墨广场文化艺术中心西侧临时办公，现有面积约400平方米。

2015年7月，根据温宿县县委政府安排部署，在新城区行政地块国旗广场西侧拟建新的馆舍，建筑面积9089.9平方米，目前主体施工基本完成，预计2017年底可完工并投入使用。

温宿县图书馆属全额事业副科级单位，核定编制10个，实有工作人员10名；目前在岗在位7名，在外3名(参与“访惠聚”工作队1名、支教2名)。

近年来，特别是图书馆免费开放项目实施以来，温宿县图书馆各项工作的发展有了一个快速的提升。内设成人借阅室、少儿借阅室、电子阅览室、行政办等四个科室。并建立18个馆外流通点，以弥补现有场馆场地服务不足。还与阿克苏市图书馆、县域所辖10个乡镇文化站、社区图书馆（室）建立馆际互借机制。现有纸质文献藏量达7.3万余册，电子文献资源累计量达3TB（相当于70万册图书储藏量），年均新增采编文献3500册左右，年均征订各类期刊2200余种(包括电子期刊)、报纸240余种（包括电子报纸）。可供读者阅览坐席近80个，有可供读者免费下载电子文献的借阅机3台，报刊阅读机1台，可浏览电子书的计算机终端30台，手持移动终端（Ipad）8台。