军事科学院图书馆隶属于军事科学院军事科学信息研究中心，是军事科学专业图书馆，是我国军事科学重要的文献资源库，是全军最大的综合性研究型图书馆。

五棵松馆区1989年由原中国人民解放军医学图书馆（始建于1951年）和解放军总医院图书馆（始建于1953年），合并为“中国人民解放军医学图书馆”，为总后直属单位，正团级；1992年10月，隶属关系转归总后卫生部；1993年，升格为副师级；2003年10月，重新划归军事医学科学院建制单位，同时，北京军医学院图书馆、院政治部图书馆和微生物流行病研究所图书馆归并到我馆。

厢红旗馆区（原军事科学院图书资料馆）始建于1948年，起身为延安时期中央军委四局图书室，1949年随军委机关嵌入北京。1950年在图书资料室基础上成立图书资料馆，曾先后转隶于军委训练部、训练总监部。1958年划归军事科学院。

2017年9月，原中国人民解放军医学图书馆和原军事科学院图书资料馆与军委科技委科技信息研究中心三家单位合并，成立军事科学院军事信息研究中心，军事科学院图书馆由与原中国人民解放军医学图书馆、原军事科学院图书资料馆组成，隶属于军事科学院军事科学信息研究中心。

2018年12月，被中国图书馆学会公布为2017年全民阅读先进单位。