История Челябинской универсальной научной библиотеки началась с 16 (28) июля 1898 г. как бесплатной городской библиотеки-читальни, которой пользовались крестьяне и мещане. Библиотекой руководил выборный совет, а первым её библиотекарем стал Л. С. Коротовских, который проработал в ней 15 лет. Через два года после открытия библиотека имела фонд в 2 тысячи книг, различных газет и журналов, а к 1917 г. фонд насчитывал уже до 10 тысяч изданий. В период Октябрьской Революции 1917 г. и Гражданской войны библиотека приостановила свою деятельность и вновь начала работать с 1919 г., когда её руководителем стала Л. Н. Сейфуллина, активно пополнявшая книжный фонд библиотеки и способствовавшая её популяризации.
В 1923 библиотека-читальня была преобразована в центральную городскую публичную библиотеку, а с 1934 г. с образованием Челябинской области — в областную библиотеку. В этот период она получила статус методического и библиографического центра библиотечного дела в Челябинской области. В период Великой Отечественной войны областная библиотека проводила активную работу на предприятиях, в госпиталях, и в качестве признания заслуг ей присвоили статус республиканской государственной публичной библиотеки.
В 1963 г. для библиотеки после 8 лет строительства было возведено новое трёхэтажное здание, располагающее читальным залом на 600 мест. Здание было построено по проекту архитекторов Б. В. Петрова и М. П. Мочаловой, и инженера Б. К. Хасанова, оно было признано памятником архитектуры местного значения. К этому времени библиотека располагала фондом более чем 1 миллиона единиц хранения. В период 1960-70-х гг. библиотека вошла в первую десятку библиотек России, а в 1983 г. она получила статус областной универсальной научной библиотеки.
В настоящее время библиотека располагает обширным фондом как печатных изданий, так и изданий на электронных носителях. В фонде библиотеки есть уникальные издания, в том числе более 11 тысяч редких рукописных и печатных книг. С 1994 г. ведётся электронный каталог. Ежегодно библиотека обслуживает десятки тысяч читателей, выступает научно-методическим центром для библиотек Челябинской области, организует повышение квалификации библиотечных работников и руководит библиотечной сетью области.
Присутствие библиотеки онлайн стало определяющим фактором для развития собственных электронных ресурсов – приложение «Нескучные путешествия по Уралу», подкаст «От верблюда», Сводный электронный каталог библиотек Челябинской области, информационный портал библиотек Челябинской области (портал ЧОУНБ), а также электронных сервисов для пользователей (электронный читательский билет, заказ литературы, продление, виртуальная справка, рассылки, запись на мероприятия, трансляции).
С 2007 г. ведет Уральскую электронную библиотеку с целью формирования репертуара электронных документов об Урале. Ресурс содержит материалы о природе, истории, народном образовании, об экономической, научной и культурной жизни Урала XIX–XXI вв., коллекции уральской периодической печати и оцифрованные редкие книги и книжные памятники из фонда библиотеки.
Библиотека — культовое место не только для чтения и получения информации, но и для общения, самообразования и досуга. Для пользователей разных целевых аудиторий действуют более десятка клубов и объединений. Среди них есть «долгожители» (Клуб «Уральский собеседник» с 1982 г., «Клуб генеалогов-любителей» с 1992 г., при отделе краеведения ЧОУНБ), и «молодые», но уже полюбившиеся читателями («Семейный клуб» для аудитории 6+, «Литературная мастерская», «Клуб экскурсоводов», «Поле нечитанное»).
диплом III степени Всероссийского конкурса «Библиотечная аналитика» (2020 г.)
диплом III степени Всероссийского конкурса на лучшее информационно-библиографическое издание отечественных библиотек (2020 г.) за издание: Библиотека в изданиях и публикациях 1998–2017 / сост. В. В. Ильина, М. В. Сутягина. — Челябинск, 2018
диплом III Всероссийского конкурса на лучшее информационно-библиографическое издание отечественных библиотек (2020 г.) за издание: Кузнецов Владимир Александрович : биобиблиографический указатель : к 70-летию со дня рождения / сост. Л. В. Астафьева. — Челябинск, 2020
дипломом финалиста в I Всероссийском конкурсе краеведческих изданий библиотек в номинации «Просветительские (популярные) издания» за издание: «Календарь знаменательных и памятных дат. Челябинская область, 2020» (2020 г.)
Диская, Н. И. Ресурсы и проекты библиотеки как средство по сохранению исторической памяти // Архив в социуме — социум в архиве : материалы второй регион. науч.-практ. конф. (Челябинск, 31 мая 2019 г.) / ред. и сост. Н. А. Антипин. — Челябинск, 2019. — С. 314–316.
Дубровина, М. В. Показываем и рассказываем о Челябинской области: медиапроекты ЧОУНБ / М. В. Дубровина, И. Н. Пережогина // Архив в социуме — социум в архиве : материалы второй регион. науч.-практ. конф. (Челябинск, 31 мая 2019 г.) / ред. и сост. Н. А. Антипин. — Челябинск, 2019. — С. 316–317.
Поздеева, Ю. В. От «Справочника улиц города Челябинска» к подкасту: интеграция архивных материалов в библиотечный медиапроект / Ю. В. Поздеева // Архив в социуме — социум в архиве : материалы четвертой Всерос. науч.-практ. конф. (Челябинск, 22-23 сент. 2021 г.) / сост., науч. ред. Н. А. Антипин. — Челябинск, 2021. — С. 470–472.
Расшивалова, Е. Г. Корпоративный портал как гарант эффективной работы современной библиотеки = Corporate portal as a guarantee of effective work of a modern library / Е. Г. Расшивалова. — 1 файл (2,66 Мб). — doi : 10.18720/SPBPU/2/k21-1. — Текст : электронный. — Корпоративные библиотечные системы: технологии и инновации : материалы Международной научно-практической конференции, 21–24 июня 2021 года / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого ; [оргкомитет: В. В. Сергеев [и др.]. — Санкт-Петербург, 2021. — Загл. с титул. экрана. — https://elib.spbstu.ru/dl/2/k21-1.pdf/view.