北京交通大学图书馆始建于1909年，随着历史的变迁，图书馆已历经三代。 第一代图书馆大楼位于市内老李哥胡同内。 它面积小，藏书少，所以被称为图书馆。 后来，在校门东侧建起了一座二层楼房。 藏书数量增加，并更名为图书馆。 抗战时期，学校南迁，图书馆藏书大量流失。 抗战胜利后，学校迁回北平，图书馆相继恢复。 解放后，铁道部向平津铁路局、华北运输公司运输学院、关庚林私立铁道大学配拨数册图书，规模不断扩大。

1951年，学校迁至现址，并在明湖西侧修建第二代校舍，占地面积2400平方米。 1953年，北京、哈萨克斯坦两所机构合并，建筑面积增至4100平方米，藏书增至31万册。

图书馆现有三栋楼，分别位于北京海淀校区和山东威海校区的主区和东区。 图书馆总面积32900平方米，其中主校区12200平方米，东校区1700平方米，威海校区19000平方米。 提供阅览、自习座位1005个。 主校区图书馆有2个学生自习室。

北京交通大学图书馆馆藏资源以学校铁道运输特色学科为特色，并重点收藏工、管、经、理、文、法、哲学等多学科文献。每年新增图书仍保持在9万册以上。 截至2020年12月31日，馆藏纸质资源总量256万册，电子资源总量1107.7万册。 拥有数据库平台87个，中外文数据库257个，中外文电子期刊近5.2万种。 拥有万方、CNKI、维普、SCI、SSCI、EI、Elsevier、Springer、Wiley等中外文数据库，图书馆藏有较全面的学校博士、硕士论文。 自2003年起征集优秀本科生毕业论文，2004年起全面征集本科生毕业论文。

为了充分满足读者的需求，图书馆每周开放7天，服务时间每周98小时，自习室每周开放105小时。 图书馆推行开放服务模式，实行借阅一体化的开架服务。 每年接待读者超过120万人次，纸质图书年均借阅量约21万册。

北京交通大学图书馆是全国102所设立教育部科技查新工作站的大学图书馆之一。 可提供科技查新、索引检索、主题检索等服务。 2003年以来，图书馆与国家图书馆、上海图书馆、清华大学图书馆、北京大学图书馆、中国人民大学图书馆、北京师范大学图书馆等近60家国内图书馆建立了馆际关系。 馆际互借关系，提供馆际互借服务。 读者可以通过馆际互借服务从上述图书馆免费获取资料。 自2011年起，连续八年荣获BALIS馆际互借服务先进集体奖、馆际互借服务推广奖。