Gesticht in 1636 als bibliotheek van de universiteit, ondergebracht in een lokaal van de Universiteitshal. De collectie werd later overgeplaatst naar een vleugel, op aangeven van professor H. Rega opgetrokken tussen de Universiteitshal en de Oude Markt (1723-1731). In de nacht van 25 op 26 augustus 1914 staken Duitse soldaten Universiteitshal en 18de-eeuwse bibliotheekvleugel in brand, waarbij quasi het totale boekenbestand (circa 230 000 boeken, 800 wiegedrukken en 950 handschriften) vernietigd werd. De brandstichting kaderde in een grote terreurcampagne waarbij Duitse troepen ruim 1100 panden brandschatten en 209 personen ombrachten. Hoewel de Duitse overheid deze maatregel verklaarde als vergeldingsactie voor aanslagen van franc-tireurs vormde afschrikking waarschijnlijk de werkelijke drijfveer. De internationale verontwaardiging over deze daad van cultuurbarbarij was enorm. Reeds in 1914 nam het Parijse Institut de la France een initiatief om boeken voor een nieuwe bibliotheek bijeen te brengen. Verschillende steuncomités werden later gegroepeerd in het Oeuvre nationale pour la réconstruction de l’Université de Louvain.

Na de oorlog zagen Amerikanen in het aanbod van een nieuw bibliotheekgebouw de kans hun aanwezigheid op Europese vasteland te concretiseren. De Amerikaanse architect Whitney Warren (1864-1943) en zijn vennoot Charles D. Wetmore werden bereid gevonden gratis plannen voor een nieuwe bibliotheek uit te werken. Warren, afgestudeerde van Parijse Ecole des Beaux-Arts en corresponderend lid van Institut de France genoot in zijn thuisland een grote reputatie als bouwmeester van stationsgebouwen (onder meer Central Station, New York) en luxehotels.

Als locatie voor de nieuwe bibliotheek werd geopteerd voor een afgebrand bouwblok op het hoger gelegen oostgedeelte van het toenmalige Volksplein. Hoewel het Provinciebestuur die plaats had voorbestemd voor een nieuw gerechtsgebouw naar ontwerp van Oscar Francotte, werd onder druk van hogerhand het terrein aan de Universiteit afgestaan.

Eerstesteenlegging op 28 juli 1921 in aanwezigheid van de koninklijke familie. Na goedkeuring plannen door Raadgevend Comiteit voor het stedeschoon (mei 1922) en aflevering bouwvergunning (juni 1922) werd met de bouw gestart. Bij de inwijding vleugel langsheen Blijde Inkomststraat (17 juli 1923) plaatste kroonprins Leopold het eerste boek waarin de namen van 196 gesneuvelde studenten. Het boekenbestand werd uitgebouwd door toevallige giften en systematische opbouw van een wetenschappelijke bibliotheek, onder meer gefinancierd door in het Verdrag van Versailles opgenomen Duitse herstelbetalingen. Omwille van financiële perikelen verliep de bouw met horten en stoten totdat de latere president H. Hoover in 1926 de vastgelopen financieringscampagne opnieuw vlot kon trekken. De officiële inwijding (4 juli (Independence Day) 1928) werd ontsierd door een controverse omtrent de spreuk "Furore Teutonica diruta dono Americano restituta" die volgens plannen van Warren de centrale balustrade had moeten sieren. Teneinde hernieuwde betrekkingen met Duitsland niet te hypothekeren werd op aangeven van rector Lemaire een neutrale balustrade aangebracht, in het na-oorlogse klimaat door een aantal groeperingen sterk gecontesteerd. Vijf letters van het gewraakte opschrift werden in 1978 weergevonden en ondergebracht op de noordelijke binnenplaats.

De bouw van de bibliotheek, vanaf de aanvang geconcipieerd als monument en als herinnering aan vaderlandse geschiedenis en nabije oorlogsverleden, betekende een bewuste schaalvergrotende en prestigieuze ingreep. De Amerikaanse verwezenlijkingen op bibliotheekgebied, met scheiding van boeken, bezoekers en personeel, bepaalde de algemene aanleg. Het grondplan is sterk gelijkend op dat van New York Public Library (1912), uitgetekend op een min of meer rechthoekige vorm. Het complex omvat een voorbouw met publieke gaanderij en leeszaal en achterbouw met boekenmagazijn, met elkaar verbonden via drie tussenvleugels die twee binnenplaatsen omvatten. De centrale dwarsvleugel bood plaats aan de catalogus, de zuidelijke straatvleugel omvatte administratie, enkele seminaries en kostbare boeken, de noordelijke straatvleugel met seminarielokalen en instituten met handbibliotheek. Beiaardtoren op de noordelijke binnenplaats voornamelijk geconcipieerd als visueel baken.

Inzake stilistische vormgeving en bouwprogramma zocht Warren aansluiting bij de historische Vlaamse architectuur. Hij poogde een grootschalige interpretatie te realiseren op de grens van renaissance en barok, refererend aan Antwerpse renaissance en latere hernemingen daarvan in de Verenigde Provinciën en Denemarken. Ensemble met contouren van stadshal met bogengalerij, toren als verwijzing naar Europese kerk- en belfortbouw en klokkentorens naar Amerikaanse universiteitscampussen. Geheel aansluitend bij de stemming in de nadagen van de Tweede Wereldoorlog werden politieke en religieuze symbolen vermengd tot een krachtig iconografisch statement met Belgisch patriottisme, geallieerde overwinning, Amerikaanse vriendschap, Belgische dynastie en katholieke geloof als leidmotieven.

Op 16 mei 1940 beschoten Duitse troepen de bibliotheek die grotendeels uitbrandde. Enkel de gevelpartijen, de beiaardtoren en volumes aan Arend- en Blijde Inkomststraat bleven relatief ongedeerd. Brand in het boekenmagazijn vernietigde het gros van de collectie. Wegens schaarste bouwmaterialen werd enkel een voorlopig dak aangebracht (1941).

Oprichting door rector-magnificus Honoré van Waeyenbergh van een Comité tot Herstel van de Bibliotheek van de Universiteit van Leuven. Hoewel oproepen tot doneren van geld en publicaties grote weerklank vonden speelde herhalingseffect Leuven parten. Bovendien weerhield de horror van de Holocaust iedereen ervan de brand opnieuw als daad van internationale cultuurbarbarij te duiden.

Gedurende de oorlog bood het Amerikaans College voorlopig onderdak aan de bibliotheek.

Meteen na de Tweede Wereldoorlog werd beslist het afgebrande oorlogsgedenkteken dat de bibliotheek was te restaureren. De leiding lag in handen van Henry Lacoste (1885-1968), leraar ontwerp aan Brusselse Academie waarvan hij later directeur werd. Lacoste, die in 1938 een later afgesprongen ontwerp had ingediend voor het bibliotheekplein, genoot in België groot aanzien als ontwerper van 'semi-publieke' gebouwen (onder meer sanatorium Buizingen) en kerken (onder meer Sint-Theodarduskerk, Beringen). Achter de relatief ongeschonden gevelpartijen werd de oorspronkelijke bibliotheekindeling grotendeels aangehouden. Voornaamste wijzigingen betroffen de plaatsing van twee bijkomende verdiepingen boven een verlaagd plafond in de leeszaal, ingericht als museumruimte en depot, en een uitbreiding van het boekenmagazijn tot negen niveaus. Laatstgenoemde ingreep was mogelijk door gebruik van metalen stijlen onderling verbonden door ononderbroken betonplaat waarvan de wapening plaatselijk op stijlen rust. Vuurvaste betonnen vloeren, brandsas en stalen deuren met automatische sluiting moesten het brandrisico beperken. In de zomer van 1947 werden de eerste diensten overgebracht naar de bibliotheek, in 1949 werd het magazijngebouw afgewerkt. Restauratie voltooid waarna leeszalen opnieuw ingericht konden worden, door Lacoste aangegrepen om zijn belangstelling voor integratie van architectuur en toegepaste kunst te concretiseren.

In de loop der jaren kregen nogal wat ruimtes een nieuwe bestemming, en werden een aantal kleinere ingrepen uitgevoerd. In 1966 werd onder leiding van van architect Georges Pepermans (U.C.L.) metalen duplex ingeschoven op gelijkvloerse verdieping aan Arendstraat, omgevormd tot tijdschriftenleeszaal, en in cataloguszaal. Oorspronkelijk meubilair vervangen door metalen meubels. Beiaard in 1983 met Amerikaans mecenaat gerestaureerd en uitgebreid tot huidige omvang van 63 klokken. Exterieur en interieur beschermd als monument in 1987. Sinds de heraanleg in 1990 is het Monseigneur Ladeuzeplein nog sterker op de bibliotheek gericht. Vanaf 4 oktober 1999 werd gestart met een gefaseerde restauratiecampagne. Fase 1 omvatte restauratie van daken, balustrades, binnengevels en gedeelte toren. Fase 2 aangevangen op 17 september 2001, omvat restauratie van buitengevels en torenspits.

Imposant complex op nagenoeg rechthoekige plattegrond, gevat tussen Monseigneur Ladeuzeplein, Blijde Inkomststraat, Ravenstraat en Arendstraat bestaande uit twee noord-zuid-georiënteerde langsvleugels verbonden door drie kleinere dwarsvleugels rondom twee binnenplaatsen. West- en oostlangsgevels van telkens 17 traveeën over twee bouwlagen. Dwarsvleugels van twee of drie bouwlagen over vijf tot acht traveeën.

Westpleinvleugel met bogengalerij, leeszaal en twee dakverdiepingen. Oostlangsvleugel ingericht als boekenmagazijn en bewaarplaats universiteitsarchief, eerste verdieping centrale dwarsvleugel als cataloguszaal. Op begane grond noorddwarsvleugel tijdschriftenleeszaal waarboven verschillende seminaries. Zuiddwarsvleugel omvat administratie en seminaries.

Stilistisch refererend aan Vlaamse renaissance op overgang naar barok, min of meer aangehouden voor geheel met onder meer gebruik van muurbanden, hoekkettingen, kruisvensters, negblokken, ontlastingsbogen, zandstenen plint en obelisken. Verankerde rode baksteenbouw met verwerking van Euville en Savonnières voor muuropeningen en architectonische of decoratieve elementen, gevelvlakken op strategische plaatsen voorzien van inscripties en chronogrammen, ankers ten dele uitgewerkt als A(lbert) en E(lisabeth). Horizontaliteit benadrukt via muurbanden, doorgetrokken dorpels en lateien, waterlijsten en zware omlopende kroonlijst. Bebouwing onder aaneengeschakelde steile leien zadeldaken met metalen spanten voorzien van twee of drie rijen klimmende dakkapellen met ijzeren fleurons.

Symmetrische westpleingevel gevat tussen twee zijtrapgevels van twee traveeën met klauwstukken. Begane grond met dubbele rondbogenarcade van bakstenen netgewelven en zandstenen ribben centraal samenkomend op ronde zuilen met decoratief uitgewerkte kapitelen; ruimte tussen vierkante pijlers aan pleinzijde gescheiden door smeedijzeren hekkens. Boven elke boog met centrale sluitsteen en festoen telkens groot uitgewerkt kruisvenster van leeszaal waarboven ontlastingsbogen. Horizontaliteit westpleingevel gebroken door centraal risaliet van drie traveeën benadrukt door drie halfronde balkons tussen gecanneleerde halfzuilen op postament met Ionische kapitelen, allen ondersteund door zware gebeeldhouwde consoles. Balkons met deurvensters in zandstenen omlijstingen die doorlopen in de glasvlakken waarboven telkens een gebroken fronton met borstbeeld van Belgisch monarch. Balustrade aan weerszijden risaliet centraal voorzien van bas-reliëf met leeuwenschild gehouden door twee leeuwen (rechts) en arendschild gehouden door twee leeuwen (links), beide bekroond met obelisk. Links en rechts van topstuk schouw met zandstenen bas-reliëf van gestileerde drapering. Topstuk geleed via halfzuilen en pilasters met composiete kapitelen die zwaar hoofdgestel dragen waarboven bas-reliëf brand van de Universiteitshal bekroond met een gebroken fronton en centrale coquille met omringende obelisken. Onderste register topstuk met centrale nis waarin Onze-Lieve-Vrouw van de zegepraal (Jean Dampt, Frankrijk) en zijnissen met vazen geflankeerd door Sint-Joris met de draak (links) en Sint-Michiel met de duivel (rechts).

Zijtrapgevels gedecoreerd met gebeeldhouwde heraldische dieren verwijzend naar geallieerde bondgenoten. Zuidwestelijke zijtrapgevel tussen beide kruisvensters leeszaal voorzien van balkon met witstenen deuromlijsting waarboven gebroken fronton met borstbeeld van kardinaal Mercier (Pierre de Soete, Brussel). Onderste register met omlijst bas-reliëf sedes sapientiae omgeven door gestileerde drapering en bekroond met gebogen fronton op een voluutvormige console. In top omlijst oculus met mascaron waarboven een lege nis. Obelisk als topstuk. Noordzijtrapgevel nagenoeg identiek, evenwel zonder balkon ter hoogte van leeszaal.

Zuiddwarsgevel licht inspringend ten opzichte van zijtrapgevels langsvleugels. Drie bouwlagen over zes traveeën onderbroken door zij-ingang. In zuidwestoksel kleine traptoren op witstenen sokkel onder leien spits met windwijzer, enkelvoudige lichtopeningen en omlijst oculus.

Sober uitgevoerde oostlangsgevel van twee bouwlagen over 17 traveeën gevat tussen twee zijtrapgevels van drie traveeën met klauwstukken. Grote kruisvensters tweede bouwlaag afgewisseld met lagere kloostervensters. Balustrade onderbroken door grote dakvensters met trapstukken. Trappen zijtrapgevels gedecoreerd met gebeeldhouwde heraldische dieren verwijzend naar geallieerde bondgenoten. Topstukken zijtrapgevels in onderste register voorzien van ongelijke vensteropeningen met waterlijsten waarboven centraal rondboogvenster met bas-reliëf in boogveld en cartouche onder dorpel. Obelisk als topstuk.

Zuidelijke binnenplaats recent gerenoveerd. Oost- en noordzijde van twee bouwlagen over respectievelijk één en vijf traveeën voorzien van dakvensters met trapstukken. Rondboogtoegang noordzijde op binnenplaats geaccentueerd door zandstenen geblokte omlijsting met centrale sluitsteen door gekorniste kroonlijst gescheiden van bovenliggend rondboogvenster met geblokte omlijsting uitlopend op driehoekig fronton. Zuidzijde van drie bouwlagen over zes traveeën boven hoog opgetrokken kelderverdieping. Westzijde van drie bouwlagen over vier traveeën en dakvenster met trapstukken. Bovenste bouwlagen zuid- en westzijde uitgewerkt als attiekverdieping met ruime glaspartijen gescheiden door zandstenen halfzuilen op postamenten waartussen balustrade. Hoog oprijzende schouw in zuidoostelijk oksel. Niveau binnenplaats lager dan straatniveau, bereikbaar via witstenen buitentrap. Tuinaanleg als hedendaagse versie van renaissancetuin met ruitmotieven.

Noordelijke binnenplaats met beiaardtoren in zuidwestelijk oksel. Zuid- en oostzijde van twee bouwlagen over respectievelijk vier en drie traveeën. Zandstenen cartouches boven vensteropeningen zuidzijde. Noordzijde van drie bouwlagen over acht traveeën met balustrade onderbroken door dakvensters met in- en uitzwenkende top met cartouche en obelisk.

Beiaardtoren horizontaal geleed via doorlopende gekorniste kroonlijst van omringende vleugels. Boven en onder kroonlijst grote rondboogvensters staatsietrap, vensters boven kroonlijst voorzien van zandstenen omlijsting met kroonlijst waarboven krulwerk en obelisk. Onderaan sluit omlijsting via consoles met leeuwenkoppen aan op zwaar uitgewerkte zandstenen cartouches waarin wapenschild omgeven door fruitslingers.

Torenromp met vier identiek uitgevoerde zijden van drie boven elkaar geplaatste, gekoppelde enkelvoudige lichtopeningen waarboven wijzerplaat in gesmeed ijzer. Beiaard naar ontwerp van Frederick C. Mayer met oorspronkelijk 48 klokken (tijdens restauratie in 1983 uitgebreid naar 63) en rammel naar ontwerp van J. Denijn met als basis het Reuzenlied. Romp eindigt op kroonlijst en balustrade met een obelisk op iedere hoek die een omloop afsluit.

Bakstenen onderbouw van tweeledige achthoekige lantaarn aan elke zijde voorzien van nis met omlijsting uitlopend op driehoekig fronton waarboven telkens rozet met Gulden Vlies en symbolen vier evangelisten op de hoeken. Onderste register lantaarn bestaande uit acht rondboogopeningen gescheiden door pijlers met musicerende kariatiden (evangelisten en kariatiden van Joseph Van Uytvanck, Leuven). Omloop bovenste register afgesloten door balustrade met vazen waarboven acht rondboogopeningen die zandstenen koepel met opengewerkte tamboer schragen. Bovenop koperen bol met windwijzer in vorm Belgische leeuw.

Interieur. Begane grond westelijke pleinvleugel volledig ingenomen door dubbele arcade waarvan achterste galerij grotendeels afgeschermd door glazen wand en ingericht als vestiaire. Oostzijde galerij voorzien van zandstenen zitbanken. Bakstenen vloerbekleding in ruitpatroon.

Noordzijde bogengalerij bevat omlijste toegangen noordelijke binnenplaats en tijdschriftenleeszaal. In zuidzijde omlijste toegang naar zuidelijke dwarsvleugel waarin toegang traptoren, Spoelberchkamer en administratieve ruimten. Voormalig bureau hoofdbibliothecaris nu zogenaamde Spoelberchkamer, stijlkamer omstreeks 1950 ingericht met gerecupereerde elementen uit verschillende stijlperiodes (onder meer barokke schouw gedateerd 1644 met Delftse tegels, boekenkasten L15 en L16 waarin gedeelte porseleincollectie Spoelberch, diverse schilderijen en historische voorwerpen). Achteraan zuiddwarsvleugel ijzeren toegangstrap kelderverdieping. Uitsprong bogengalerij ter hoogte van centrale dwarsvleugel met staatsietrap (noord), toegang zuidelijke binnenplaats (zuid) en toegang voormalige tentoonstellingskamer Spoelberchcollectie nu ruimte voor tijdelijke tentoonstellingen (west).

Ingewerkt in sokkel beiaardtoren monumentaal vierkant trappenhuis met staatsietrap over twee verdiepingen in ongepolijst marmer afgesloten door stergewelf. Trapbalusters in vorm gestileerde vazen afwisselend met en zonder leeuwenkop. Lichtinval via grote rondboogvensters op tweede verdieping (register) voorzien van omlijsting. Plafondvlakken eerste verdieping met zandstenen lijstwerk. Bordes ter hoogte eerste verdieping afgesloten door imposante vleugeldeuren. In de zuidwesthoek tweede verdieping aanzet spiltrap beiaardtoren met zandstenen trapkoker voorzien van neorenaissance decoraties.

Mobilair. Buste H. Hoover (Mrs. Suzanne Farnam-Silvercruys), vergulde 18de-eeuwse Boeddha uit Birma en leeuw met wapenschild Belgische leeuw (of integraal deel van trap?).

Hal eerste verdieping met toegang cataloguszaal (oost), grote leeszaal (west) en administratieve ruimten zuiddwarsvleugel. Mobilair. Plastische werken van Harry Elström (engelenbeeld voor basiliek Koekelberg, gedenkplaat bibliothecaris E. Van Cauwenbergh) J. Moeschal (roodkoperen sedes sapientiae) en J. Lagae, Brugge (buste E. Franqui), doeken van A. Ciamberlani met ontwerp voor mozaïeken in arcade Cinquentenaire Brussel met thema helden van de Eerste Wereldoorlog.

Leeszalen door Lacoste voorzien van twee galerijen en vlak cassetteplafond. Functie professorenkamer (noord) en tijdschriftenleeszaal (zuid) naderhand gewijzigd in kleine leeszalen.

Inrichting met aandacht voor afwerking en detaillering (onder meer getande lijsten) volledig in onbehandeld eikenhout, boekenkasten ingewerkt in kamerhoge lambrisering, parketvloeren. Decoraties met verwijzingen naar Afrikaanse en antieke motieven (Lacoste lid vijf archeologische missies in Apamea, Syrië). Oorspronkelijke afwerking niet volledig uitgevoerd (enkel twee panelen van galerij en één plafondcassette). Trappalen galerijen door Jacques Moeschal, uitvoerder klok en gekruisigde Christus onbekend. Mobilair. Tafels en stoelen gekopieerd naar oorspronkelijk ontwerp van Warren, verder onder meer portret kardinaal Mercier (A. Besnard) en portret Ladeuze (J. Janssens).

Aansluitend bij de zuidelijke leeszaal omlijste toegang tot spiltrap zuiddwarsvleugel op tweede niveau uitgevend op tabularium, gedeeltelijk voorzien van tongewelf, waarvan ruimtes ingericht met meubilair oude cataloguszaal.

Hal tweede verdieping met barokke houten deuromlijsitng Oost-Aziatische bibliotheek (oost), toegang spiltrap beiaardtoren (zuidwest), via kleine trappartij aansluitend op eerste dakverdieping boven leeszalen ingericht als museumruimte met mobilair afkomstig van voormalige tentoonstellingsruimte Spoelberchcollectie (onder meer Andreas Vesaliuszaal met kostbaarheden universiteitscollectie). Mobilair hal. Losstaande of ingewerkte fragmenten (onder meer renaissancekast, getorste zuilen, L16 trapleuningen, staande klok) en beeldhouwwerk Harry Elström (Sint-Bernardus, vier evangelisten basiliek Koekelberg, dom Robert de Kerckhove).

Glaspartijen gang musearuimten voorzien van kleine paneeltjes brandglas mogelijk afkomstig uit kasteel Arenberg.