К 1871году в Вельском уезде было открыто 16 училищ и 30 церковно-приходских школ. Во многих из них не было учебников не только для учащихся, но и для наставников. В ответ на письмо инспектора народных училищ Вологодской губернии по поводу отсутствия книг, Вельское земское собрание решило устроить центральную библиотеку в городе Вельске с «назначением каждогодно 75 рублей на выписку книг для руководства наставникам». Но средств для открытия библиотеки тогда не хватило. И только через четыре года открытие стало возможным.
    В документальных материалах архивного фонда «Канцелярия Вологодского губернатора» имеется сообщение Вельской уездной земской управы Вологодскому губернатору об открытии 5 мая 1875 года Вельской земской публичной библиотеки. Земская управа выделила для этого 450 рублей.
    Первым библиотекарем был назначен крестьянин деревни Овчинниковой Усть-Вельской волости И.А. Шипов. Библиотека была небольшой, вся она помещалась в одной комнате, с уголком для чтения газет и журналов. Книжный фонд состоял из художественной литературы русских классиков в одном экземпляре, незначительное количество иностранных авторов. Много было книг религиозного содержания. Из журналов были «Нива», «Родина» (с хорошими приложениями), «Вестник Европы», «Современник», «Мир божий», «Русское богатство», «Сатирикон», а из газет «Русское слово», «Биржевые ведомости», «Эхо» и другие.
    Пользование библиотекой было платное и, как правило, ее посещали представители местной интеллигенции, купечество. Книги выдавались под солидный залог и за просрочку с читателей взимался штраф, что являлось определенным препятствием для вступления в библиотеку бедноты. Для «простонародия» существовала библиотека «Общества трезвости», которая помещалась в одном здании с чайной.
    В 1905 году, через 30 лет после открытия, фонд библиотеки составлял – 4430 экземпляров книг и журналов. Библиотеку посещали 111 человек, произведено книговыдач – 2957. Подписная плата за пользование библиотекой – 3 рубля в год, а пользование читальным залом 20 копеек в месяц.
    В 1909 году – было более 300 читателей. Из них учащихся – 197; учителей – 13; мещан – 81; земских служащих – 62; чиновников – 40; духовенства – 31; купцов – 6; крестьян – 201.
    Анна Петровна Лебедева работала в библиотеке до декабря 1910 года. Через нее политссыльные (А.Тихомиров – один из создателей Вельской группы РСДРП) имели возможность пользоваться библиотекой, что им запрещалось. За это А.П. Лебедева была уволена.
    Одним из инициаторов бесплатной библиотеки в городе был учитель Иван Александрович Кашин. Он был избран заведующим библиотекой в 20-е годы.
В конце 1920 года в соответствии с декретом СНК «О централизации библиотечного дела в РСФСР» в городе была создана (на основе бывшей земской библиотеки, библиотек при клубах города, частных собраний) народная библиотека. Ее первая печать была увенчана словами «Знание – сила». В последующие годы она стала называться районной.
    В 1938 году детское отделение реорганизуется в самостоятельную городскую детскую библиотеку.
    В 40-е годы увеличивается население города, развивается промышленность. В годы Великой Отечественной войны работники библиотеки проводят большую работу в семьях фронтовиков, принимают участие в сборе средств на оборону страны.
    В 50-60-е годы районная библиотека – методический центр для библиотек Вельского района.
    В 1963 году по итогам Всероссийского смотра наглядной агитации сельских культурно-просветительских учреждений Министерство культуры РСФСР, союз художников РСФСР наградили Вельскую районную библиотеку Архангельской области дипломом второй степени. В 1970 году библиотеке присужден Диплом победителя Всесоюзного общественного смотра библиотек, посвященного 100-летию со дня рождения В.И. Ленина, Всесоюзным оргкомитетом смотра.
    В 1976 году произведена централизация библиотек района в единую централизованную систему. Районная библиотека становится центральной с вновь организованными отделами: ВСО и МБА, методико-библиографическим и отделом комплектования и обработки, отделом передвижного фонда. Центральная библиотека остается для всех библиотек района, в т.ч. и для других ведомств, методическим и информационным центром. С 1994г. по 1996г. в центральную библиотечную систему вошли библиотеки профсоюзной ЦБС (9библиотек), позднее Кулойская (Северной железной дороги).
    5 мая 2000 года библиотека отмечала свое 125-летие. В рамках празднования юбилея был открыт новый отдел «Редкая книга», это пока единственный отдел такого рода среди районных библиотек области. Здесь бережно хранятся ценные издания концаXIX - начала XX в.в. Среди них первое посмертное издание В.Даля (1898г.), энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона (1891г.), «Архитектурная энциклопедия XX века» Т.В. Барановского, Иллюстрированная историческая монография «Александр Великий» (1898г.), «История человечества. Всемирная история» в переводе с немецкого библиотекарей Императорской публичной библиотеки И.А. Браудо и А.А. Вейнберга (1896г.), 38 названий переодических изданий «Вестник Европы» с 1887г., «Новь» с 1885г., «Русская старина» с 1887г. и др.
    Особый интерес вызывают книги наших известных земляков – А.Ф. Орлова (1855-1940г.г.) географа, автора работ по топонимике, действительного члена Географического общества России и Н.П. Леонтьевского (18.. – 1942г.г.) агрохимика, преподавателя Всесоюзного института растениеводства в Ленинграде. Собрана большая коллекция Автограф», где представлены книги с дарственными надписями известных земляков, а также писателей и поэтов , посетивших наш город.
    За время своего существования библиотека переезжала из здание в здание в черте города пять раз. С апреля 1992 года она располагается в отдельном двухэтажном здании, где есть хорошие условия для сохранности старой и редкой литературы, для размещения постоянных изданий, а главное комфортные условия для работы с читателями. Это здание построено до революции (1884г.) и является типичной городской постройкой конца XIX начала XX века, о чем свидетельствуют как его расположение в уже сложившейся структуре города, так и функциональный набор помещений, исключающий какие-либо занятия, связанные с ведением натурального или домашнего хозяйства. Во внутренней отделке использованы и сохранены детали городского быта того времени