南京邮电大学图书馆是一所以工科藏书为主、多科交融的高校图书馆。 1959 年 2 月，在原邮电部“南京电信学校”、“南京邮政学校”两校图书资料的基础上成立南京邮电学院图书馆，1972年5月至1973 年2月曾一度随校更名为南京电信工程学院图书馆，2001年7月原江苏省邮电学校图书馆随校并入南京邮电学院图书馆，2005年4月随校更名为南京邮电大学图书馆，2013年10月，原南京人口管理干部学院图书馆随校正式并入南京邮电大学图书馆。
自2010年5月20日南京邮电大学仙林校区图书馆启用后，南京邮电大学图书馆进入一馆三舍运行模式：三牌楼校区图书馆馆舍于 1983年6月建成，使用面积 7531 平方米;仙林校区图书馆馆舍于2007年动工兴建，建筑面积33018平方米，阅览座位4645个，锁金村校区图书馆建于1981年，建筑面积约1400平米，阅览座位约350个。图书馆采取单一进出口，藏、借、阅一体化的大流通现代管理模式，除传统的图书阅览室外，还开辟了学术包厢、VIP研读室、休闲座椅、声像阅览室、学术报告厅等个性化阅览空间, 仙林校区图书馆配置了读报机、导航机、自助借还机、自助复印机等现代化服务设施。
南邮图书馆自建馆时的55807册藏书，发展到今天已经拥有纸质藏书200余万册、中外文期刊1775种2385份、中外文数据库62个、自建了《大清邮政舆图》等特色数据库，并拥有大量的磁带、磁盘、光盘、音像资料等各种载体的文献资源。自行研发了《光盘数据库网络管理系统》，加快特色馆藏数字化和电子出版物及网上资源的整合利用。经过几代图书馆人不懈的努力，南京邮电大学图书馆已形成了以邮政、通信、电子、计算机等信息类文献为收藏重点，涵盖文、史、哲、政、经、法、教育、管理等学科门类的综合馆藏体系，具有鲜明的馆藏特色。近年来加大了电子文献的收藏比例，便于读者通过校园网快捷地检索、查阅和下载所需文献资源。
自1990年实施计算机自动化管理以来，经过多年的不断完善和改造，图书馆拥有与校园网融为一体的高速网络基础环境，局域网接入智慧校园实行统一身份认证，两校区馆之间网络由单模光纤相连，网络具有有线/无线融合、可扩展的网络架构、高速接入、远程访问、智能化等特点。2010年2月采用汇文管理系统，实现了采访、编目、典藏、流通、异地委托借阅、阅览、期刊、 统计、OPAC和系统管理智能化，整合馆内多种媒体资源建立了“南京邮电大学数字资源一站式检索平台”，满足了全校师生多种的不同需求，为读者提供智能化的信息服务。
图书馆内设机构四部一室：综合办公室、文献建设部、系统技术部、信息咨询部、流通阅览部，拥有在编员工70名，临时员工36名，除有图书情报专业背景外，还有计算机、通信、电子、机械、文史、外语、艺术等其他学科背景，这为向读者提供多学科的导读服务提供了良好的专业知识基础。除传统的书刊光盘借阅、电子文献阅览、文印、馆际互借、声像放映等服务内容外，图书馆采取措施提升服务层次与广度，大力开展学科馆员服务、信息咨询、科技查新、代查代检、原文传递、重点学科定题与跟踪等深层次服务。充分利用图书馆的声像室、展览厅、多功能学术报告厅等空间，开展学术活动。
图书馆依据学校教学、科研发展的总体目标，以提升服务质量为主题，以满足学校学科建设和科技创新需要为方向，以学校满意、读者满意、员工满意为追求，着力做好优化馆藏结构、规范内部管理、提升员工素质和创新服务模式等方面主要工作。树立和落实全面、协调、可持续的科学发展观，加强内涵建设，紧紧围绕“构建与学校发展相适应的学术活动中心、知识管理中心、人文传播中心” 的发展目标，面向信息化社会探索具有我校特色的信息服务发展之路。