Fou organitzada el 1810 amb els 60 000 volums procedents de la Real Biblioteca de Ajuda, que la família reial portuguesa traslladà al Brasil el 1808. Actualment conté 3 500 000 volums, 600 000 manuscrits, 250 000 gravats i mapes, 185 incunables, 650 000 periòdics, etc, i és la biblioteca sud-americana més important. Actua com a biblioteca central, té el registre dels drets d’autor, i hi ha una escola de bibliotecaris. Manté un servei internacional d’intercanvis amb nombrosos països. Conserva diverses obres rares, com dues còpies de la Bíblia de Magúncia, del 1462. Publica Anais da Biblioteca Nacional (des del 1876), Documentos Históricos i Boletim Bibliográfico (biennal).