海南师范大学图书馆创建于1949年，前身为海南师范学院图书馆。1952年全国高校院系调整，更名为海南师专图书馆。1986年，经原国家教委批准，海南师专恢复海南师范学院校名，图书馆随之更名海南师范学院图书馆。1999年海南师范学院与海南教育学院合并，两校图书资料合并。2007年，教育部批准学校更名海南师范大学，图书馆改称海南师范大学图书馆。海南师范大学图书馆迄今已届58周年，是海南省历史悠久、馆藏丰富、知名度较高的高校图书馆，是学校的文献信息中心，也是海南省文献信息资源的重要保障基地。

2013年8月26日，海南师范大学图书馆被列入第一批海南省古籍重点保护单位名单。

2020年9月20日，海南师范大学与三沙市总工会共建的三沙职工书屋暨海南师范大学图书馆三沙分馆在三沙市永兴岛实现自助管理和对外开放，该馆已经完成1.8万余册图书编目、入库及上架工作。