进入九十年代之后，清华大学图书馆迎来了历史上最好的发展机遇。1991年9月，由香港邵逸夫先生捐资和国家教委拨款兴建的新馆落成，后被命名为"逸夫馆"。逸夫馆由清华大学关肇邺院士设计，与老馆浑然一体，曾多次获国家各类优秀建筑奖。逸夫馆建成后图书馆馆舍总面积达27820平方米，阅览座位2500余席。进入九十年代，图书馆的自动化、网络化建设取得了重要进展。逐步建立起比较先进、完备的信息基础设施。先后引进了ILIS、INNOPAC图书馆集成管理系统；通过网络提供馆藏中外文图书和期刊目录的公共查询、馆内业务工作如采购、编目、期刊管理以及流通等业务均在INNOPAC管理下进行；还建立了光盘网络查询系统，通过校园网为全校师生提供文献信息检索服务。自1998年以来，图书馆在继续增加印刷型馆藏的同时，大力发展电子资源，已形成了以自然科学和工程技术科学文献为主体，兼有人文、社会科学及管理科学文献，包括中外文图书、期刊和报纸合订本、音像制品以及计算机文档等在内的多种类型、多种载体的综合性馆藏体系。至2013年底，实体馆藏总量约有463.0万册（件），文摘索引类二次文献已基本覆盖学校现有学科，中、外文学术性全文电子期刊逾66,000种。
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目前，校图书馆有宽敞明亮的阅览室9个，设置阅览座位1535个，每周开放时间105小时，实行开放式借阅一体化服务，为师生提供了良好的阅读和学习环境。图书馆为学校校园网的三个核心交换结点之一，有良好的网络应用环境。普通阅览室配备了大量的网络端口和计算机终端，无线网覆盖全馆。读者在这里可以很方便地查询馆藏信息、使用各类专业数据库等。图书馆每天24小时不间断地提供网络信息服务，学校师生可以在校园网上的任意客户端自由访问各种数据库资源或自行预约和续借图书。随着计算机的广泛应用，信息参考咨询工作日益活跃，图书馆开设了多种信息素质教育课程，为学校师生提供各种电子资源和其他类型的培训。实行学科馆员制度，密切与各院系的联系，针对师生教学、科研的需求主动开展服务工作。设立信息服务中心，承办课题查新、论文咨询、代检代查等服务。师生还可以通过馆际互借与文献传递服务从国内、外图书馆获得本馆没有的信息资源。自1999年以来，学校又相继建立了人文图书馆、经管图书馆、法律图书馆、建筑图书馆、美术图书馆等专业图书馆。这些分馆的馆藏均实现了与学校图书馆集成管理系统的对接，在统一的平台上为读者提供服务。近年来，图书馆还开展了多项数字图书馆课题研究。2011年百年校庆期间，新建成的人文社科图书馆落成并顺利开馆。2012年，随着清华大学五道口金融学院成立，金融图书馆也纳入了校图书馆系统，成为了第七个专业图书馆。2012年，图书馆迎来建馆100周年，开启了新的百年征程