南京郵電大學圖書館是一所以工科藏書為主、多科交融的高校圖書館。 1959 年 2 月，在原郵電部“南京電信學校”、“南京郵政學校”兩校圖書資料的基礎上成立南京郵電學院圖書館，1972年5月至1973 年2月曾一度隨校更名為南京電信工程學院圖書館，2001年7月原江蘇省郵電學校圖書館隨校并入南京郵電學院圖書館，2005年4月隨校更名為南京郵電大學圖書館，2013年10月，原南京人口管理干部學院圖書館隨校正式并入南京郵電大學圖書館。
自2010年5月20日南京郵電大學仙林校區圖書館啟用后，南京郵電大學圖書館進入一館三舍運行模式：三牌樓校區圖書館館舍于 1983年6月建成，使用面積 7531 平方米;仙林校區圖書館館舍于2007年動工興建，建筑面積33018平方米，閱覽座位4645個，鎖金村校區圖書館建于1981年，建筑面積約1400平米，閱覽座位約350個。圖書館采取單一進出口，藏、借、閱一體化的大流通現代管理模式，除傳統的圖書閱覽室外，還開辟了學術包廂、VIP研讀室、休閑座椅、聲像閱覽室、學術報告廳等個性化閱覽空間, 仙林校區圖書館配置了讀報機、導航機、自助借還機、自助復印機等現代化服務設施。
南郵圖書館自建館時的55807冊藏書，發展到今天已經擁有紙質藏書200余萬冊、中外文期刊1775種2385份、中外文數據庫62個、自建了《大清郵政輿圖》等特色數據庫，并擁有大量的磁帶、磁盤、光盤、音像資料等各種載體的文獻資源。自行研發了《光盤數據庫網絡管理系統》，加快特色館藏數字化和電子出版物及網上資源的整合利用。經過幾代圖書館人不懈的努力，南京郵電大學圖書館已形成了以郵政、通信、電子、計算機等信息類文獻為收藏重點，涵蓋文、史、哲、政、經、法、教育、管理等學科門類的綜合館藏體系，具有鮮明的館藏特色。近年來加大了電子文獻的收藏比例，便于讀者通過校園網快捷地檢索、查閱和下載所需文獻資源。
自1990年實施計算機自動化管理以來，經過多年的不斷完善和改造，圖書館擁有與校園網融為一體的高速網絡基礎環境，局域網接入智慧校園實行統一身份認證，兩校區館之間網絡由單模光纖相連，網絡具有有線/無線融合、可擴展的網絡架構、高速接入、遠程訪問、智能化等特點。2010年2月采用匯文管理系統，實現了采訪、編目、典藏、流通、異地委托借閱、閱覽、期刊、 統計、OPAC和系統管理智能化，整合館內多種媒體資源建立了“南京郵電大學數字資源一站式檢索平臺”，滿足了全校師生多種的不同需求，為讀者提供智能化的信息服務。
圖書館內設機構四部一室：綜合辦公室、文獻建設部、系統技術部、信息咨詢部、流通閱覽部，擁有在編員工70名，臨時員工36名，除有圖書情報專業背景外，還有計算機、通信、電子、機械、文史、外語、藝術等其他學科背景，這為向讀者提供多學科的導讀服務提供了良好的專業知識基礎。除傳統的書刊光盤借閱、電子文獻閱覽、文印、館際互借、聲像放映等服務內容外，圖書館采取措施提升服務層次與廣度，大力開展學科館員服務、信息咨詢、科技查新、代查代檢、原文傳遞、重點學科定題與跟蹤等深層次服務。充分利用圖書館的聲像室、展覽廳、多功能學術報告廳等空間，開展學術活動。
圖書館依據學校教學、科研發展的總體目標，以提升服務質量為主題，以滿足學校學科建設和科技創新需要為方向，以學校滿意、讀者滿意、員工滿意為追求，著力做好優化館藏結構、規范內部管理、提升員工素質和創新服務模式等方面主要工作。樹立和落實全面、協調、可持續的科學發展觀，加強內涵建設，緊緊圍繞“構建與學校發展相適應的學術活動中心、知識管理中心、人文傳播中心” 的發展目標，面向信息化社會探索具有我校特色的信息服務發展之路。