W 1935 przejęto 25 placówek Towarzystwa Bibliotek Publicznych, a w 1936 6 placówek Towarzystwa Bibliotek dla Dzieci.
W momencie wybuchu II wojny światowej w skład biblioteki wchodziły: Biblioteka Główna, 5 filialnych czytelni dzielnicowych, 34 wypożyczalnie, w tym czytelnia dla niewidomych, oraz 16 czytelni dla dzieci. Księgozbiór liczył 500 000 woluminów. We wrześniu 1939 mimo działań wojennych czynne były Biblioteka Główna oraz niektóre placówki terenowe. Władze okupacyjne stopniowo ograniczały działalność Biblioteki (selekcje księgozbioru, redukcje personelu, zamykanie niektórych placówek) aż do ostatecznego zamknięcia w 1942. W czasie powstania warszawskiego w Bibliotece mieszkało ok. 50 osób, m.in. Maria Dąbrowska oraz Stanisław Stempowski. W budynku przy Koszykowej mieściła się powstańcza fabryka amunicji, a od września 1939 radiostacja „Błyskawica” (ostatnią audycję nadano 4 października 1944). Po upadku powstania grupa pracowników przygotowywała do wywiezienia (przez zespoły Rady Głównej Opiekuńczej) najcenniejsze zbiory. Ewakuację zakończono 14 stycznia 1945.
W połowie stycznia 1945 Biblioteka Główna została podpalona przez wycofujących się z Warszawy Niemców.