成立於民國59年3月1日，當初並未有正名館舍，臨時設在中壢市青年育樂中心一樓；民國72年遷至中美路76號，位於中正公園內，為一棟四層樓之圖書館大樓，民國87年11月一、二樓租給中壢市衛生所使用，本館遷至市公所一樓（中壢市環北路380號），原址(中美路76號)3樓仍為溫書室，該溫書室於97年8月23日封閉使用。
考量讀者仍有溫書需求，另外成立中華溫書室， 地址為中華路二段369-1號4樓（泰豐輪胎公司旁，並已於97年7月8日正式啟用）。
民國98年1月19日拆除舊圖書館建物，新館於99年1月28日正式落成啟用。
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「桃園市立圖書館中壢分館」。
服務空間
一樓：期刊閱覽區、報紙閱覽區、上網區及兒童閱覽室
二樓：圖書閱覽區(書庫)、英文閱讀分級圖書特色館藏區
三樓：書庫、研習教室及藝文展覽區
地下一樓：自修室
開放時間
【一樓至三樓】
週二至週六08：30～21：00
週一及週日08：30～17：00
【地下一樓自修室】
週二至週六08：30～21：00
週一及週日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(清館日)
【市民卡一般卡開放申辦時間】
週一及週日08：30～16：30
週二至週六08：30～17：00
來館方式
- 中山高速公路中壢/平鎮交流道下，走民族路接中正路，左轉延平路，右轉中美路至復興路口即可到達。
- 中山高速公路內壢交流道下，經中園路(育樂路)，右轉中華路二段，接延平路，左轉元化路，右轉中美路至復興路口即可到達。
- 桃園客運中壢站搭乘1路公車至中壢監理站下車再步行2分鐘即達。
停車資訊
- 中央地下收費停車場(中壢區中央東路83號)。
- 延平路立體收費停車場(中壢區延平路535號)。
場地租借
一、申請方式
（一）依性質填寫本館場地使用活動申請表。
（二）個人檢附身分證影本，公立機構及學校檢附函文，其餘檢附立案或登記證書影本。
二、繳納場地使用費及保證金始完成場地租借手續。
三、場地收費標準、相關規定及申請表單請參考「桃園市立圖書館場地使用管理要點」。
四、聯絡資訊
承辦人：葉小姐
電話：03-4224597#305
傳真：03-4227105
地址：桃園市中壢區中美路76號