- 本館成立於民國65年5月4日，早期位於大溪鎮仁愛路2-1號2樓（中正堂二樓），至民國70年5月則遷移至大溪鎮普濟路11號3樓（大溪鎮公所3樓）。
- 民國85年1月圖書館管理作業電腦化啟用。
- 民國88年5月9日親子活動心成立。
- 民國90年12月29日圖書館搬遷至大溪鎮普濟路33號（舊憲兵隊）。
- 因本縣於103年12月25日正式升格為直轄市，本館自即日起更名為「桃園市立圖書館大溪分館」。
服務空間
大溪分館：總計三個樓層約為108坪。
一樓：閱報區、服務諮詢處及行政辦公室。
二樓：開放閱覽室。
三樓：書庫。
開放時間
【 開放時間 】
圖書室
週二~週六 08:30-21:00
週日~週一 08:30-17:00
流通暨臨櫃服務在閉館前30分鐘停止受理。
自修室
週二~週六 08:30-21:00
週日~週一 08:30-17:00
【休館日】
國定假日及每月最後一個星期四（清潔日）
來館方式
<公車> 從桃園車站或中壢後站搭乘桃園客運在大溪總站下車。 從台北塔城街搭往大溪的桃園客運在大溪總站下車。 從台北寶慶路搭往大溪的台汽在大溪站下車，即達市區。
<汽車> 可經由北二高大溪交流道下，經崎頂往大溪市區，即可抵達。