Am 25. Oktober 1936 wird das neu gebaute Priesterseminar des erst 1930 neu gegründeten Bistums Aachen eingeweiht. Im linken Flügel des Baus ist die Seminarbibliothek untergebracht. Der Bestand setzt sich aus Priesternachlässen und Geschenken aus der Bevölkerung zusammen. Die Bibliothek wird fast ausschließlich von Seminaristen genutzt und auch verwaltet. Im Jahr 1938 erfolgt die Umbenennung in "Bischöfliche Diözesanbibliothek".
Im Kriegsjahr 1941 werden die Bestände (inzwischen ca. 30 000 Bände) in den Dom, in Kellergewölbe des Turmes verlagert. Die Bibliotheksräume dienen als Operationssäle eines Wehrmachtslazaretts. Ab September 1945 transportiert Johann Josef (gen. Hans) Goblet, Buchhändler und Antiquar, mit Pferd und Karren die Bücher und Eisenregale zurück ins schwer zerstörte Priesterseminar. Die Bibliothek nimmt ihren Betrieb wieder auf.
In einem ersten Bauabschnitt wird bis 1949 der Bibliotheksflügel wieder aufgebaut. Weihnachten 1950 sind die Bibliotheksräume wieder hergestellt, Mitte Januar 1951 ist der Umzug vollzogen. Seit der Währungsreform haben 550 Neuerwerbungen den Bestand erweitert.
Im Jahr 1952 ernennt Bischof van der Velden Msgr. Michael Röckerath zum ersten hauptamtlichen Direktor der Diözesanbibliothek. In den Jahren zuvor hatten Dr. Heinrich Schiffers, Prof. Dr. Hermann Josef Brosch und Ludwig Schlitt die Aufgabe der Bibliotheksleitung übernommen. Msrg. Röckerath macht es sich bis zu seinem Tod im Jahr 1966 zur Aufgabe, die Bibliothek vollständig neu zu organisieren. Die Bestände werden katalogisiert, alphabetisch und inhaltlich erschlossen. Die von ihm eingeführte Dezimalklassifikation zur sachlichen Erschließung wird noch heute im Lesesaal verwendet. Die Bibliothek erhält ein Fotolabor, in dem Kopien fehlender Bücher angefertigt werden. 1965 erfolgt die erste Erweiterung der Stellfläche durch eine Compactus-Regelanlage.
1970 ist der Bestand der Bibliothek auf ca. 100 000 Bücher angewachsen. 1972 wird der Publikumsbereich völlig umgestaltet und den Bedürfnissen der Zeit angepasst; auch die Geschäftsräume werden neu gestaltet. 1973 wird Dr. Kálmán Sipöcz, der bis dahin die kommissarische Leitung inne hatte, zum Direktor der Bibliothek ernannt. In den Folgejahren wächst der Bestand und damit der Raumbedarf. In den bestehenden Magazinräumen werden Zwischendecken eingezogen und zusätzliche Regale aufgestellt. Im Jahr 1981 wird die Stellfläche noch einmal erweitert durch Einrichtung von zwei weiteren Magazinräumen im früheren Keller des Priesterseminars. 1983 ist der Bestand auf 140 000 Bände angewachsen, nur vier Jahre später bereits auf 160 000 Bände. Als der Platz im Magazin nicht mehr ausreicht, wird im Jahr 1989 ein Außenmagazin in der Stephanstraße eingerichtet.
Im Juli 1978 schließen das Bistum Aachen und der Evangelische Kirchenkreis Aachen einen Kooperationsvertrag. Die Bestände der Synodalbibliothek sind zu dem Zeitpunkt in Schränken des Sitzungszimmers des Presbyteriums im evangelischen Gemeindehaus untergebracht und damit kaum zugänglich. Die ca. 2.500 Bücher werden als Dauerleihgabe an die Diözesanbibliothek übergeben, der Evangelische Kirchenkreis stellt jährlich Mittel zur Aktualisierung des Bestandes der Synodalbibliothek zur Verfügung. Die Auswahl der Neuerwerbungen erfolgt in Kooperation des Synodalbeauftragten für die Bibliothek mit der Diözesanbibliothek. Diese beschafft die Bücher, die Eigentum des Evangelischen Kirchenkreises bleiben, und arbeitet sie in den Bestand ein. Sie sind somit über Kataloge nachgewiesen und für alle Nutzer zugänglich. Bei diesem Modell für eine konfessionsübergreifende Zusammenarbeit handelt es sich bis heute um das einzige ökumenische Projekt dieser Art im deutschen Sprachraum.
1993 wird Domvikar Hermann-Josef Reudenbach Direktor der Diözesanbibliothek. 1997 wird die Katalogisierung der Bücher auf EDV umgestellt; die Zettelkataloge werden aber noch bis 2000 parallel weitergeführt und dann erst abgebrochen. 2005 wird das Außenmagazin in der Stephanstraße aufgelöst und der Buchbestand im dafür hergerichteten Kreuzgang des ehemaligen Priesterseminars untergebracht. Durch die räumliche Nähe zur Bibliothek sind diese Bücher nun unmittelbar verfügbar. Im Jahr 2006 zeichnen sich große Veränderungen für die Diözesanbibliothek ab, die ihre Arbeit zukünftig in ganz neuer Form weiterführen soll. Für die Übergangszeit von einem Jahr übernimmt Generalvikar von Holtum kommissarisch die Leitung der Bibliothek.
Am 1. Januar 2007 wird die Diözesanbibliothek mit der Fachstelle für Büchereiarbeit zu einem neuen Fachbereich zusammengelegt. Dieser neue Fachbereich wird in das Katechetische Institut (KI Aachen) eingegliedert und ergänzt dort die bereits vorhandenen Fachbereiche Religionspädagogische Fort-, Aus- und Weiterbildung und Religionspädagogische Medienstelle. Christine Salms übernimmt die Leitung des neuen Fachbereichs und somit auch der Diözesanbibliothek.
Im April 2007 ziehen die Mitarbeiter*innen der Diözesanbibliothek mit dem Präsenzbestand des Lesesaals und ihren Büros in die neu geschaffenen Räumlichkeiten im Katechetischen Institut in der Eupener Straße 132 im Gelände von "Haus Eich" um. Räumlich und organisatorisch sind Diözesanbibliothek und Religionspädagogische Medienstelle ab sofort miteinander verbunden, z.B. durch eine zentrale Verbuchung und Rückgabe im Bereich des Haupteingangs, den gemeinsamen elektronischen Katalog für Recherche und Bestellung, die gemeinsame Benutzungsordnung.
Der größte Teil des Bestandes der Diözesanbibliothek verbleibt in den Magazinräumen in der Mozartstraße. Durch die Online-Stellung des Kataloges, können Bücher über Internet recherchiert und bestellt werden und am folgenden Tag im Lesesaal abgeholt werden. Bestellungen sind auch per Mail und Telefon möglich. Auf diesem Weg können auch Titel angefragt werden, die noch nicht elektronisch erfasst sind. Die Anzahl dieser noch nicht elektronisch erfassten Titel wird jedoch immer geringer.
2009 und 2010 werden als Sonderprojekt große Teile des Zettelkataloges durch eine Fremdfirma elektronisch erfasst. Das bedeutet, dass nun ca. 150 000 Bände des inzwischen ca. 250 000 Bände umfassenden Bestandes im Online-Katalog recherchierbar sind, vor allem die wesentlichen Bestandsbereiche Theologie, Philosophie und Christliche Kunst.
Im Oktober 2011 feiert die Diözesanbibliothek Aachen ihr 75-jähriges Bestehen.
2014 werden die Bestände der Kirchenmusikalischen Bibliothek des Bistums Aachen, die 2007 geschlossen worden war, in einem Büroraum der Diözesanbibliothek untergebracht und sind nach Terminabsprache mit Prof. Dr. Jers für die interessierte Fachöffentlichkeit direkt zugänglich.
