因應地方發展之需要，起造於民國85年、座落於中興路145號之埔心分館，89年元月開放啟用，造福埔心地區之民眾，以提昇地方文化水準。
埔心分館主要以0-3歲幼兒圖書為館藏特色，平時除辦理一般圖書之借閱流通外，尚推廣各項社教藝文活動，提昇在地讀者精神文化內涵、提高其生活之品質，以發揮圖書館文化之保存及資源共享之使命。
99年申請公共圖書館閱讀環境與設備升級計畫，辦理空間改造，並於100年完工，提供讀者更良好的閱讀環境。
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「桃園市立圖書館埔心分館」。
服務空間
館務概況： 2078.64平方公尺
現有自修室座位：256個
現有閱報區座位：約20個
現有兒童閱覽區座位：約15個
研習教室：1間（約可容納18人）
木地板教室：1間（約可容納18人）
現有藏書：82,581冊
期刊雜誌：49種
報紙：12種
開放時間
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。
【休館日】
國定假日及每月最後一個星期四（清潔日）
來館方式
- 開車自中山高速公路楊梅出口下交流道，朝埔心前進，走中山北路一段/縱貫公路/台1線，於永美路367巷向右轉，於漢昌街靠右行駛，於中興路166巷向左轉，於中興路/桃73鄉道向右轉即達。
- 乘坐台鐵至埔心站下車，再自站前出口出站，再沿中興路步行12分鐘即達。
- 乘坐新竹客運5623、5624、5651或5676抵達埔心站，再自埔心火車站站前之中興路步行12分鐘即達。