９月９日，国家图书馆二期暨国家数字图书馆正式开馆接待读者。中共中央政治局委员、国务委员刘延东，全国政协副主席、中国文联主席孙家正出席开馆仪式。文化部部长蔡武参加仪式并讲话，国务院相关部委领导、在京部分著名专家学者、全国图书馆界代表及读者代表参加了仪式。

    国家图书馆二期工程暨国家数字图书馆工程于２００４年１２月开工，共投入资金１２．２３亿元。二期新馆建筑面积８０５３８平方米，设有读者座位２９００个，日均接待读者能力约８０００人次，国家图书馆馆舍总面积也随之增至２５万平方米，居世界上国家图书馆第三位。同期建设的国家数字图书馆工程建设周期为２００５年—２０１０年。本着“边建设、边服务”的原则，国家图书馆不断增加数字资源的种类和数量，截至２００８年６月底，数字资源总量已超过２００ＴＢ，其中自建数字资源总量达到１３０ＴＢ。同时，免费开放无版权数字资源，并通过互联网、数字电视、移动终端、电子政务外网、卫星、光盘等多种方式面向全国乃至全球提供服务。适应现代图书馆发展要求，二期新馆将传统服务与数字服务相融合，集查、阅、咨、藏、网络服务于一体。通过无线网络覆盖整个馆区、提供手持移动电子阅读器、设立国家图书馆手机服务平台等方式，二期新馆将以多种方便快捷的途径向读者提供文化动态与图书资源。至此，国家图书馆一期、二期、古籍馆三处馆舍的藏书与服务形成新格局，一期馆舍提供以外文文献、中外文专藏文献为主的研究性服务；二期新馆提供以中文新文献和电子资源为主的大众阅读服务；古籍馆提供以普通古籍、古籍善本为主的文献服务。