Її історія розпочалася у далекому 1923 році з хати-читальні, що займала невелику кімнату, а книжковий фонд розміщувався в одній шафі. 30 листопада в Ярмолинецькій центральній районній бібліотеці відбулися урочистості з нагоди 95-річчя. Славний ювілей, славне й святкування: з піснями й танцями, вітаннями й подарунками від почесних гостей, керівництва району, споминами й вшануванням тих, хто доклав чимало зусиль для розквіту й розвитку бібліотечної системи.
Разом з ведучими заходу присутні пригадали історію бібліотеки, перипетії, труднощі, які вдалося подолати духовній скарбниці, напрацювання, якими сьогодні гордо пишається потужний колектив центральної книгозбірні.
Засновником хати-читальні у 1923-му була М. Волошина. В 1941 році, коли фашисти захопили містечко, бібліотеку, знищили. Книги повикидали на вулицю і спалили. В липні 1944 року книгозбірня знову відчинила свої двері: в приміщенні теперішньої ощадкаси. Першим бібліотекарем післявоєнної пори був Є. І. Васіштейн. Районна бібліотека для дорослих не мала окремого приміщення і розміщувалася у Будинку культури (сучасному костелі). Працівники Н. Дудко і Н. Рак, докладаючи зусиль, поповнювали фонди, залучали нових читачів, виховували справжніх любителів книги. В 1955 році на посаду завідуючої бібліотекою призначили Софію Микитівну Широку. Під її керівництвом розпочався період будівництва як нового приміщення бібліотеки, так і всієї роботи. В 1958 році бібліотека перебралася в нове приміщення — це були три просторі кімнати, де можна було зручно розмістити фонд, абонемент, читальний зал. Вона стає головною книгозбірнею району, здійснює організаційно-методичне керівництво роботою сільських бібліотек, мережа яких у ці роки зросла до трьох десятків. 1965-1966 роки були для бібліотеки роками новосіль. До районної бібліотеки для дорослих добудоване нове приміщення з метою розширення читального залу. В 1977 році створено централізовану бібліотечну систему (ЦБС), центром якої стала Ярмолинецька районна бібліотека. ЦБС складалася з центральної районної бібліотеки для дорослих, районної бібліотеки для дітей, 54 сільських бібліотек-філіалів, 84 галузевих пересувок, 5 пунктів видачі. Крім того, на території району діяло 40 шкільних бібліотек. Очолила ЦБС досвідчений бібліотечний працівник Софія Широка. Почалася робота зі зміцнення і покращення книжкових фондів. До ЦРБ надходило 5-6 тисяч книг щорічно. На початку 1987 року знову справила новосілля ЦРБ. Вона переїхала у новозбудоване приміщення Будинку культури. Бібліотека розмістилася на другому поверсі, де успішно функціонує і тепер. Гостинно розкрили для відвідувачів двері просторого читального залу, абонементу, крає- знавчої кімнати. В 1988 році колектив бібліотеки очолює Валентина Петрівна Халаменда. Поряд з досвідченими спеціалістами Є. Ф. Трачук, Т. М. Кудряшовою, А. О. Матвійчук, Р. С. Бабій, О. І. Лісовською, Є. Д. Кухар тут трудяться та шукають нові форми роботи з книгою В. М. Москаленко, К. П. Гуменюк, М. А. Гриб, Є. І. Курілова, Л. М. Вовчук, О. В. Широка.
1997 рік увійшов в історію бібліотеки як найважчий. У цьому році закрито 13 бібліотек, натомість утворено 11 бібліотечних пунктів, а за рахунок вивільнених фондів та перерозподілу літератури відкрили бібліотеку-філіал. У 1997 році на посаду директора ЦБС призначена Тетяна Михайлівна Кудряшова. Знаменитою подією в житті бібліотеки стало святкування першого Всеукраїнського дня бібліотек. У 2001 році при бібліотеці створено центр регіональної інформації з метою підвищення рівня інформованості, правової культури населення.
У 2002 році для удосконалення бібліотечного та інформаційного обслуговування впроваджено бібліотечний маркетинг. У жовтні 2003 року директором призначена Євдокія Федорівна Трачук. Здійснюється пошукова робота працівниками бібліотеки з вивчення історії краю, збір матеріалів про письменників-земляків Ярмолинеччини та легенд Ярмолинеччини. Результатом цієї копіткої праці є книги для читачів “Ярмолинецькі самоцвіти” (2001) та “Ярмолаєва земля”. В січні 2004 року на посаду директора бібліотеки призначено Валентину Миколаївну Москаленко. У вересні 2005 року на сесії районної ради директором централізованої бібліотечної системи була затверджена Марина Анатоліївна Гриб. У 2006 році придбаний комп`ютерний комплекс, обладнаний комп`ютерний кабінет, підведено телефон для підключення до мережі Інтернет. Цього ж року почав діяти літературний клуб “Автограф”, який згуртував довкола себе всі літературно-мистецькі сили Ярмолинеччини.
В районній бібліотеці розвинута робота з видання друкованої продукції, зокрема, в 2007 році розроблено 32 методичних матеріали, брошури, буклети переважно краєзнавчої тематики. У 2008 році до ювілею бібліотеки в читальному залі зроблено гарний ремонт, замінені вікна. У 2013 році ЦРБ обслужила 3000 користувачів, з них 1400 — відвідувачі Інтернет-центру. Зараз бібліотеку очолює Олена Леонідівна Слободян.