Библиотека ведет свою историю с 1959 года. Размещалась она в усадебном доме купца Замятина на улице Фрунзе, куда в течение 28 лет маленькие липчане и их родители приходили за книгами.
В 1987 году старинный особняк закрыли на капитальный ремонт, и областной детской библиотеке пришлось переехать. В 2004 году она обрела новое помещение в центре города, где успешно работает и сейчас.
Историю библиотеки создавали её руководители:
- Первый директор — Михаил Петрович Троязыков (1959–1979), фронтовик, талантливый руководитель, заслуженный работник культуры РФ.
- Галина Глебовна Ролдугина (1979–1988). Она смогла не только приумножить книжный фонд библиотеки, но и сохранить традиции, начатые Михаилом Петровичем.
- Валентина Павловна Филатова (1988–2011), заслуженный работник культуры РФ. Она сумела сформировать сплоченный, высокопрофессиональный коллектив созидательных единомышленников, предопределив тем самым дальнейшую судьбу библиотеки — стать одним из передовых учреждений культуры в области детского чтения в России.
- Мария Александровна Буслаева (2011–2020), заслуженный работник культуры Липецкой области. Она вложила много труда и сил в развитие любимого дела, внедряя в работу библиотеки информационные технологии.
В 2021 году ЛОДБ была реорганизована и присоединена к Липецкой областной универсальной научной библиотеке, став её филиалом. С 2023 года директором филиала является Вера Анатольевна Степанова.
