İsveç Milli Kitabxanasının tarixi kral I Qustav Vasanın (16-cı əsrin ortaları) dövrünə gedib çıxır, o, tarix, elm və ilahiyyata dair kitablar, habelə coğrafi xəritələr toplamağa başlayıb. Sonra bu vəzifəni oğulları davam etdirdilər: XIV Erik, III İohan və IX Çarlz. Kolleksiya Üç Tac sarayında saxlanılırdı. 1620-ci ildə Kral II Qustav Adolf kolleksiyanın bir hissəsini Uppsala Universitetinin yeni yaradılmış kitabxanasına bağışladı. Otuz illik müharibə kral kitabxanasının doldurulmasına töhfə verdi: Vürzburq (1631), Palacki Universiteti (1642) və Praqa (1649) kitabxanaları ələ keçirilərək İsveçə aparıldı. 1654-cü ildə kraliça Kristina taxtdan imtina edərək Romaya getdi və kitab kolleksiyasının əhəmiyyətli bir hissəsini özü ilə götürdü, 1697-ci ildə kitab deposunda böyük yanğın baş verdi: sonra 17286 kitab və 1103 əlyazma yandı. Qalan nəşrlər daha sonra Stokholmda müxtəlif saraylarda saxlanıldı, nəhayət, 1768-ci ildə onlar yeni tikilmiş kral sarayının şimal-şərq qanadında yenidən bir araya gətirildi. 1780-ci ildə kitabxana böyük bir əlavə aldı: ləğv edilmiş Qədim Əsərlər Arxivindən kitabların əksəriyyəti ora köçürüldü. 1792-ci ildə Kral III Qustav şəxsi kolleksiyasından 14500-ə yaxın, 1796-cı ildə oğlu IV Qustav Adolf isə daha 7500 kitab bağışladı. Beləliklə, 1814-cü ilə qədər Milli Kitabxanada 40 minə yaxın kitab var idi. 19-cu əsrdə monarxların kitab hədiyyələri davam etdi və tezliklə bütün kitabları saxlamaq üçün kifayət qədər yer qalmadı, buna görə də 1877-ci ildə kitabxana Stokholmun mərkəzindəki Humleqarden Parkında xüsusi tikilmiş binaya köçdü. Kitabxanada ilk elektrik işıqlandırması 1887-ci ildə ortaya çıxdı, lakin 1964-cü ilə qədər tam elektrikləşdirilmədi. 1953-cü ildə kitabxana Moskva və Leninqraddan xeyli sayda kitab aldı, 1964-cü ildə İsveç Milli Kitabxanası ilə Moskvanın Lenin adına Kitabxanası arasında ədəbiyyat mübadiləsi haqqında müqavilə bağlandı. 1994–2004-cü illərdə kitabxananın əlyazmalar şöbəsinin müdiri Anders Burius oradan 56 nadir kitabı oğurlayaraq hərrac yolu ilə satıb. 2013-cü ildə Buriusu həbs edən ABŞ oğurlanmış iki cildi İsveçə qaytardı. 2009-cu ildə İsveç Milli Səsyazma və Film Arxivi kitabxananın bölməsinə çevrildi. İsveç Milli Kitabxanası Ümumdünya Rəqəmsal Kitabxanasının tərəfdaşıdır və VIAF üzvüdür.