位置
該站位於白石橋新橋的北面，4號線車站與9號線車站沿中關村南大街呈南北向布置 ，16號線車站呈東西走向。
該站因鄰近中國國家圖書館而得名。在最初確定4號線的站名時，此站由“白石橋站”重命名為“國家圖書館站”。
結構
北京捷運國家圖書館站該站為兩線同台換乘站，車站東西向總寬約40米。4號線與9號線站台位於同一層面，為雙島式站台設計，實現在同一個島式站台上同台換乘站。4號線與9號線同方向在同一個站台換乘，反方向換乘需要先上到站廳層再到另一個站台。
兩條外側路軌供4號線使用，中間兩條路軌供9號線折返並發車。
車站工程9號線與4號線同步實施，預留同站台換乘條件，為地下雙島式站台，是北京捷運首個建成的“同台換乘站”，類似的車站還有北京西站、朱辛莊站，郭公莊站，閻村東站。
裝飾
國家圖書館站車站裝飾色調以以藍色為主，以“圖書”為裝飾主題，與所在地的地面建築國家圖書館相呼應，站內藍色立柱側面的豎紋象徵是抽象的書本頁面，以採用花崗岩浮雕工藝壁畫形式展現國家圖書館的鎮館之寶：《趙城金藏》、《敦煌遺書》、《永樂大典》和《四庫全書》。
出入口
該站有4個出入口，車站的A口、D口位於中關村南大街以西，臨近國家圖書館，D出入口設定無障礙電梯及適合輪椅坡道等無障礙設施。 此外，節日期間如果4號線動物園站採取列車通過不停車的封站措施時，乘客可在國家圖書館站下車從東南 (C) 口出站去往動物園方向。
北京捷運國家圖書館站首末車時間
4號線
開往安河橋北：5:39-23:39
開往天宮院：5:19-22:39（全程）-23:04（終點站公益西橋）
9號線
開往郭公莊：5:59-23:19
公交換乘
國家圖書館站：86（國家體育館-航天橋北）、92（捷運海淀五路居站-北土城公交場站）、332（捷運北宮門站-前門西）、563（西直門-香山公園東門）、481（吳莊公交場站-紫竹院北門）、653（北苑家園-捷運海淀五路居站）、658（定慧橋南-嘉銘園）、695（動物園樞紐站-時代莊園北站）、320（北京西站-捷運西二旗站）、特4（國防大學-前門）、特19（北京西站-西苑樞紐站）、運通105（上地五街東口-中苑賓館）、運通106（田村北路-中央黨校北門）
白石橋東站：27（安定門外-五路）、87（定慧寺東-金五星百貨城）、332、334（動物園樞紐站-吳莊）、347（八大處-新街口豁口）、360（西直門-香山）、360快車（動物園樞紐站-香山）、362（捷運西二旗站-西直門）、534（西直門-中央黨校北門）、563、632（五彩城公交場站-五路）、695、特4、特19、運通104（廣順南大街北口-金莊）、運通105、運通106
白石橋北站：92、695
站台結構
4號線開往天宮院站方向
| 站台 |
9號線開往郭公莊站方向
9號線終點月台（遠期開往薊門橋站方向）
| 站台 |
4號線開往安河橋北站方向
臨近車站
| 下行 | 線路 | 上行 |
| 開往天宮院站 （下一站：動物園站） 距離1517米 | 4號線 | 開往安河橋北站 （下一站：魏公村站） 距離1658米 |
| 開往郭公莊站 （下一站：白石橋南站） 距離1096米 | 9號線 | 開往國家圖書館站 （終點站） |
| 開往宛平城站 （下一站：二里溝站） | 16號線 （在建中，預計2019年開通） | 開往北安河站 （下一站：萬壽寺站） |
