Библиотека открылась для пользователей в 1949 году. В 1978 году библиотеке присвоено имя Л. Н. Толстого . В 1979 году осуществлена централизация городских массовых библиотек в единую структуру — Тульскую централизованную библиотечную систему (ЦБС). Центральная городская библиотека им. Л. Н. Толстого стала ее главной библиотекой. В настоящее время ЦГБ им. Л. Н. Толстого является методическим и координационным центром для 28 библиотек Тульской библиотечной системы.
В 2022 году в рамках национального проекта «Культура» муниципальному учреждению культуры «Тульская библиотечная система» выделено более 9,5 млн рублей на капитальный ремонт Центральной городской библиотеки им. Л. Н. Толстого .
- Тула участвует в нацпроекте «Культура» второй год подряд, — отметила заместитель главы администрации города Тулы по социальной политике Инесса Фельдман, которая сегодня осмотрела ход ремонта. — В прошлом году в рамках нацпроекта была создана модельная библиотека в поселке Торхово, которая сейчас очень востребована. И весной 2022 года мы начали ремонтировать главную библиотеку города. Затем ей предстоит дальнейшее развитие и оснащение, чтобы стать библиотекой нового поколения.
В помещениях, расположенных по ул. Смидович, кроме отделки, будет выполнен монтаж пожарной и охранной сигнализации, локальной вычислительной сети, электромонтажные работы. Также будут отремонтированы помещения по улице Болдина. Планируется начать работы в декабре, а завершить в следующем году.
