Научная библиотека была создана одновременно с вузом в 1988 г. Большой вклад в становление подразделения внесла Светлана Михайловна Репкова – первый директор библиотеки. Её подвижническими усилиями в короткие сроки формировался многоотраслевой фонд, собирался коллектив профессионалов.     

Начиналась библиотека с пополнения из фондов старейших университетских библиотек страны: МГУ им. М.В. Ломоносова, КГУ им. Н.И. Лобачевского, Чувашского государственного университета, Куйбышевского медицинского института, Саратовского государственного университета и фонда Ульяновской областной библиотеки профсоюзов. Так молодая университетская библиотека стала фондодержателем книжных памятников и редких изданий. Собрание книжных памятников и редких изданий 1818–1845 гг. насчитывает сегодня 1300 экз. Гордостью фонда являются старопечатные отечественные издания 1801–1830 гг.

Большую помощь в формировании фонда библиотеки оказали представители научной общественности. В 1997 г. библиотека получила в дар большую коллекцию книг и иностранных журналов из частной библиотеки академиков А.Е. и Б.А. Арбузовых, членов-корреспондентов Академии наук Республики Татарстан. В 2002 г. наши фонды пополнились собранием книг из частной библиотеки профессора МГУ, доктора физико-математических наук А.Э. Юновича. В университетском сообществе стало доброй традицией передавать личные собрания книг в дар Научной библиотеке. С благодарностью мы храним издания, принадлежавшие ученым университета: Ю.В. Полянскову, Т.З. Биктимирову, С.В. Булярскому,
В.А. Бажанову, С. Федорову, С.Б. Петрову, А.Б. Веревкину, А.И. Чучаеву, заслуженному врачу РСФСР Е.М. Чучкалову и многим другим. 

Автоматизация библиотечных процессов началась в 1993 г. с приобретения первого компьютера (программное обеспечение «Библиотека», разработчик – БКС МГУ, г. Москва). В 1994 г. в электронный каталог «Книги» было уже внесено 1667 записей. В дальнейшем был организован АРМ «Библиографическая работа», начали создаваться БД «Электронная картотека статей», «Труды ученых УлГУ», «Книги на иностранных языках». В настоящий момент электронный каталог библиотеки насчитывает более 280 тыс. записей.

В 1999 г. библиотека выиграла грант в конкурсе «Российские библиотеки в Интернет», благодаря которому структурные подразделения библиотеки были подключены к сети Интернет.

В 2000 г. благодаря гранту «Разработка информационной системы, реализующей модель электронной библиотеки» был разработан и размещен в глобальной сети web-сайт библиотеки (http://lib.ulsu.ru). Web-сайт библиотеки стал важнейшим инструментом, с помощью которого до пользователей доводится необходимая информация и осуществляется интерактивный диалог между пользователями и Научной библиотекой. В 2010 г. совместно с Центром информационных технологий проведена реконструкция сайта библиотеки. Изменен дизайн, сайт дополнен новыми разделами. 

В течение 2015–2016 гг. совершенствовались модули и разделы сайта библиотеки, велись работы по внедрению и развитию приложения «МегаWeb», предназначенного для эффективной и удобной работы с электронными каталогами и цифровым информационным контентом на сайте библиотеки. На сегодняшний момент пользователи библиотеки имеют возможность продлить книги, получить библиографическую справку, информацию о наличии книг по дисциплине, специальности без посещения библиотеки.

В июле 2001 г. было приобретено программное обеспечение «МАРК-SQL» (разработчик – НПО «Информ-система», г. Москва). В настоящее время в Научной библиотеке реализовано 5 основных модулей системы: «Администратор», «Комплектование», «Каталогизация», «Поиск», «Абонемент». Внедрению модуля «Абонемент» предшествовала большая предварительная работа. Весь фонд библиотеки был отражен в электронном каталоге. Работа по ретрокаталогизации началась в 2004 г. и закончилась в 2007 г. В период 2007–2016 гг. активно велась деятельность по обработке штрихкодами библиотечных фондов отделов Научной библиотеки, что позволило автоматизировать процесс обслуживания пользователей.

С 2001 г. библиотека участвует в корпоративном проекте «Межрегиональная аналитическая роспись статей «МАРС». Проект «МАРС» существует с 2001 г. и в настоящее время объединяет 196 библиотек различных систем и ведомств, которые общими усилиями создают сводную базу данных, содержащую полную аналитическую роспись 2501 журнала.

В 2002 г. была разработана и утверждена на Ученом совете университета «Программа развития библиотеки УлГУ на 2002–2006 гг.». Согласно этому документу основными направлениями работы библиотеки в 2002 г. являлись:

• формирование фонда научной литературы;
• анализ книгообеспеченности специальностей и дисциплин, доведение книгообеспеченности до норм МО РФ;
• информатизация деятельности библиотеки, внедрение НИТ;
• организация обслуживания пользователей в виртуальном читальном зале;
• разработка фирменного стиля библиотеки, рекламная деятельность.

В 2004 г. была разработана и утверждена «Концепция электронной библиотеки Ульяновского государственного университета» и программа реализации её этапов. Целью разработки и реализации концепции является формирование и развитие многофункциональной системы информационно-библиотечного обеспечения деятельности университета как центра образования, науки, культуры и информационных технологий региона. В рамках этого проекта был создан базовый вариант технического задания и проекта системы управления Научной библиотекой как сегмента информационной системы управления университетом.

В 2008 г. была разработана «Программа развития электронной библиотеки УлГУ на 2009–2010 гг.», обозначившая следующие перспективные направления:

1. Формирование фонда ресурсов и обеспечение регламентированного доступа к ним локальных и удаленных пользователей;
2. Развитие системы управления ЭБ;
3. Развитие материально-технической базы ЭБ.

Сегодня электронная библиотека включает в себя следующие информационные ресурсы:

• электронные аналоги печатных учебно-методических разработок преподавателей университета;
• электронные издания, размещенные на библиосервере на основании договора с правообладателем;
• электронные копии авторефератов диссертаций, защищенных в университете;
• скан-копии документов, относящихся к редким и ценным изданиям, книжным памятникам;
• электронные полнотекстовые отечественные и зарубежные базы данных;
• электронно-библиотечные системы учебной литературы;
• выпускные квалификационные работы.

В 2014 г. библиотека с целью повышения качества ЭК приняла участие в научном исследовании «Электронный каталог в системе каталогов библиотеки», которое проводит Российская государственная библиотека.

С 2015 г. библиотека взаимодействует с библиотеками вузов – участников Консорциума аэрокосмических вузов России в области информационного обеспечения учебного процесса. 

В мае 2016 г. на сайте Научной библиотеки был запущен модуль «Квалификационные работы» АИБС «МегаПро». Для организации процесса загрузки ВКР разработаны «Инструкция по загрузке ВКР» и «Порядок размещения электронных вариантов выпускных квалификационных работ в электронно-библиотечной системе», а также проведено обучение сотрудников, ответственных за загрузку. В настоящий момент в БД «Квалификационные работы» кафедрами загружено более 14000 работ обучающихся.

В 2017 г. библиотека присоединилась к проекту по созданию и развитию Интегрированной информационно-библиотечной системы Средневолжского научно-образовательного медицинского кластера Приволжского федерального округа. По условиям договора о создании ИБС кластера участники предоставляют пользователям доступ к собственным изданиям с соблюдением авторских прав. Доступ к ИБС осуществляется через сайты библиотек вузов – участников проекта посредством регистрации и идентификации пользователей. 

По результатам независимого ежегодного рейтинга библиотек медицинских вузов России «Библиотека – стратегический партнер вуза» 
в 2017 г. Научная библиотека УлГУ вошла в десятку лучших.
В Независимом рейтинге библиотек медицинских вузов 2019 г. Научная библиотека университета заняла 8 место, шагнув на 2 позиции вверх.

В 2019 г. библиотека выступила организатором мероприятий для профессиональных сообществ г. Ульяновска. 9 марта 2019 г. на базе Научной библиотеки УлГУ прошел семинар «Современные технологии в библиотечном пространстве. Удобные инструменты для читателей, библиотекарей и руководителей», объединивший сотрудников вузовских библиотек региона, сотрудников массовых библиотек областной и городской библиотечных систем.
С 25 по 29 марта 2019 г. библиотека УлГУ стала участницей Международной ALL DIGITAL WEEK, ежегодной европейской кампании по расширению цифровых возможностей. Самые разные категории пользователей, в том числе сотрудники и руководители библиотек региона, приняли участие в «Цифровых инфосезонах» библиотеки УлГУ, получили возможность познакомиться с новыми технологиями на площадке Научной библиотеки. 

В 2019 г. библиотека большое внимание уделяла совершенствованию сервисов, обеспечивающих доступность образования для людей с ограниченными возможностями здоровья и инвалидностью. 22 мая 2019 г. для представителей регионального отделения Всероссийского общества слепых в библиотеке состоялась презентация прибора для чтения в помощь незрячим и слабовидящим студентам, разработанного специалистами УлГУ. В ходе встречи сотрудники библиотеки представили имеющиеся в обороте технологии и устройства, позволяющие людям с ограниченными возможностями приобщиться к чтению и широкому использованию библиотечных фондов.
На сегодняшний день в библиотеке предусмотрено сопровождение посетителей с ОВЗ, организовано удаленное обслуживание пользователей. В читальном зале установлено специальное оборудование, знаки доступности объектов. Сотрудники библиотеки прошли обучение по использованию специального оборудования и информационных ресурсов, адаптированных для лиц с ОВЗ.

В 2020 г. система обслуживания пользователей была полностью переформатирована в связи с распространением коронавирусной инфекции, произошел ускоренный переход к дистанционным формам работы. В период пандемии библиотека максимально полно информировала обучающихся и преподавателей о ресурсах, услугах и мероприятиях посредством электронной почты, сайта Научной библиотеки, группы библиотеки в социальной сети «ВКонтакте». Была налажена работа справочной службы библиотеки на базе отдела информационно-библиографического обслуживания. Всего за 2020 г. было предоставлено более 9000 консультаций, связанных как с подготовкой библиографических списков для РПД, так и с работой в системе ЭИОС и ЭБС.  С 28 октября 2020 г. отдел информационно-библиографического обслуживания проводит консультации для пользователей в режиме видеоконференций на платформе Zoom.

Для пользователей УлГУ были разработаны инструкции по взаимодействию с сайтом НБ УлГУ, использованию электронно-библиотечных систем, работе с полными текстами электронных книг и журналов. Всего за сентябрь – ноябрь 2020 г. сотрудниками библиотеки было разработано и размещено в группе Научной библиотеки УлГУ в социальной сети «ВКонтакте» 25 обучающих инструкций: «Электронный каталог: как с ним работать», «Учебники преподавателей УлГУ», «Для вас, молодые исследователи: методическое пособие «Аспирантам и дипломникам», «ЭБС «Знаниум», «Коллекции на платформе EBSCO», «ЭБС IPR», «ЭБС «Лань», «ЭБС «Консультант студента» и др. Количество просмотров обучающего материала в среднем достигает 500. По наиболее массовым запросам пользователей были созданы видеоролики: «Как работать в электронном каталоге научной библиотеки УлГУ», «Как работать в БД «Образовательный портал УлГУ». Количество просмотров видеороликов составляет около 2000.

24 апреля 2020 г. в Научной библиотеке УлГУ прошла первая экспериментальная «Библионочь online «Весна Победы-75» – масштабное событие Всероссийской культурно-образовательной акции в поддержку чтения и сохранения исторической памяти народа России. Участниками библиотечной онлайн-ночи на дистанционной площадке стали 75 человек: студенты гуманитарного и юридического факультетов, подготовительного отделения, школьники из Ульяновска и Алтая, дети дошкольного возраста.

В 2020 г. после предварительной подготовки был осуществлен переход на новую версию АИБС «МАРК-SQL – 1.22».

В 2020 г. библиотека присоединилась к проекту «Сетевая электронная библиотека (СЭБ)», в рамках которого вузы-партнеры объединяют свои усилия по взаимному увеличению книжных фондов, выполнению требований книгообеспеченности и оптимизации расходов финансовых средств.

В 2021 г. библиотека организовала передачу учебно-методических пособий и научных монографий преподавателей вуза, вышедших в Издательском центре УлГУ, в Национальную электронную библиотеку, а также загрузку обязательного экземпляра печатного издания в электронной форме в Систему приема, обработки, хранения и учета обязательного экземпляра печатного издания в электронной форме.

Сотрудники Научной библиотеки в 2021 г. вели обучающую деятельность, помогая школьникам, студентам и преподавателям осваивать навыки работы с образовательными ресурсами. В рамках «Дней информации» для преподавателей, обучающихся и всех желающих приобщиться к работе с электронными англоязычными ресурсами по медицине был организован вебинар «Особенности работы в БД ClinicalColl и Smart Imagebase. Использование полнотекстовых ресурсов на платформе Ebscohost в образовательной и научной (научно-исследовательской деятельности)». Вебинар прошел на площадке Научной библиотеки УлГУ в формате онлайн-конференции с приглашением представителя компании ЕBSCO в России и странах СНГ И.Г. Сержан (Минск, Беларусь). Для школьников была разработана «Виртуальная экскурсия по Научной библиотеке УлГУ». Мероприятие прошло в формате онлайн-конференции в дни школьных каникул 9 апреля. В нем приняли участие старшеклассники ульяновских средних школ № 28, 34, 35, 52. 22 апреля 2021 г. состоялся обучающий вебинар для преподавателей «ЭБС IPR BOOKS: цифровые решения для взаимодействия преподавателей и студентов, актуализация РПД и возможность издания учебных и научно-методических трудов».

В 2021 г. библиотека проделала большую работу по верификации сведений о публикациях научных руководителей образовательных программ магистратуры и аспирантуры. Всего было проверено более 500 публикаций.

23 апреля 2021 г. в честь 200-летия Ф.М. Достоевского в Научной библиотеке в рамках Всероссийской акции в поддержку чтения в формате «Библионочь online» прошло мероприятие «Звезда Достоевского». В мероприятии приняли участие сотрудники, преподаватели, студенты университета, учащиеся школ г. Ульяновска, Павловского и Чердаклинского районов области. Была подготовлена выставка «Великое пятикнижье» с QR-кодами для прочтения романов писателя. В интерактивной викторине «Известный Достоевский» проверили свои силы студенты университета и учащиеся школ региона, а в онлайн-челлендже «Я открываю Достоевского» – актеры Молодежного театра, сотрудники библиотеки и школьники. Самые юные участники конкурса рисунков, учащиеся начальной школы, представили своё видение книжных героев Достоевского. Волшебную атмосферу вечера поддержали вокалисты и творческие коллективы факультета культуры и искусства, звучали любимые музыкальные произведения Ф.М. Достоевского. Завершилась «Библионочь-2021» звездной онлайн-конференцией с профессором, доктором физико-математических наук, руководителем Научно-образовательного центра космических исследований Виктором Михайловичем Журавлевым, рассказавшим, как увековечено имя писателя в открытом космосе. Все творческие материалы, фотографии, видеоролики мероприятия опубликованы на event-странице «Библионочь «Звезда Достоевского».

В 2022 г. библиотека разработала онлайн-курс «Информационная культура исследователя: актуальные ресурсы для научного поиска» для обучающихся по программам магистратуры, ординатуры, подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре с целью повышения их квалификации в области информационной грамотности.

С апреля 2022 г. библиотека участвует в проекте университета «Активатор».

С декабря 2022 г. библиотеке передана работа с ИАС ScienceIndex.

В течение 2023 г. библиотека осуществляла переход на АИБС «МегаПро» – инновационное программное решение для комплексной автоматизации информационно-библиотечной деятельности, эффективного управления информационными ресурсами и организации доступа к ним на основе web-технологий.

В 2023 г. сотрудники библиотеки приняли участие в организации и проведении курсов повышения квалификации по программе «Современные тенденции библиотечно-информационного обслуживания».