Первое здание библиотеки находилось на ул. Дмитрия Ульянова, в нем было всего 2 читальных зала, позднее к ним добавился третий – нотно-музыкальный.
В 1987 году библиотека переехала в новое здание на Калужской площади. Здание построено по уникальному архитектурному проекту, подготовленному под руководством академика Якова Белопольского.

В Российской государственной детской библиотеке сложилась своеобразная система залов: общие - для детей и подростков разного возраста, для специалистов, и специализированные - зал литературы на иностранных языках, нотно-музыкальный зал, фонотека, Комната сказок, зал семейного чтения, Пушкинская комната, кабинет психолого-педагогического консультирования. Большие площади отведены для размещения книжных и иллюстративных выставок. Есть просторные рекреационные помещения, современный киноконцертный зал на 170 мест.
 
Более 50 лет Российская государственная детская библиотека работает как культурно-просветительский центр для детей и их родителей. А для коллег по профессии - это научно-методический и исследовательский центр по вопросам библиотечной работы с детьми и подростками, развития педагогики, психологии и социологии детского чтения, библиографии детской литературы.

С 2013 г. РГДБ - ведущая площадка повышения квалификации специалистов библиотек, обслуживающих детей.