本館位於臺中市北屯區大連路及興安路口，為四期重劃區內抵費地，於民國77年動工興建，民國79年完成主結構體，民國81年底全面完工，並於民國82年1月16日正式開館營運，初期主要作為圖書館兼里民活動場所使用，隨著時代變遷，民眾對閱讀的需求急速增加，99年度本館年借閱量達21萬冊，讀者服務人次亦高達12萬人次，館內閱覽空間顯已無法滿足讀者所需，因此藉由99年度「教育部閱讀環境與設備升級計畫」重新規劃整修，並於100年5月21日完成整修再度開館營運，期待能開啟不一樣的「北屯書房」，為更多之讀者提供多元化之服務。
　　圖書館主體為地上三層、地下一層之建築物，每層樓樓地板面積約90坪，一樓除流通櫃檯、期刊報紙及網路資源檢索區，更規劃了學齡前兒童及親子共讀專區，希望藉由舒適溫馨的空間，塑造出一個讓孩子愉快成長、喜歡閱讀及培養親子共讀、共享的小天地。二樓為青少年休閒閱讀區，利用圓形書櫃，搭配柔和燈光，營造閱讀休閒氛圍。三樓開架閱覽區則提供讀者更多、更新的書籍，帶給民眾豐富「悅」讀的心靈饗宴。地下室為本館辦理各項閱讀推廣活動之空間，無辦理活動期間則提供民眾及學生自習使用。
　　北屯區各級產業發達、人口眾多，大臺中29區總人口數有高達十分之一集中於本區，每年新生兒人口數亦為全市之冠，因此嬰幼兒閱讀之推廣為本館之重要目標，除利用100年度空間改造之機會於一樓規劃完善的親子共讀專區，並於每週六下午安排「故事魔法屋」活動，由志工媽媽以說故事之方式帶領幼兒進入書香世界，未來也將擴充更多之嬰幼兒適齡館藏，以吸引更多嬰幼兒及家長走入圖書館。
　　另外，因本館地近民俗公園，未來也將增加與文化禮俗相關之館藏，讓民眾於參觀臺灣民俗文物館之餘，也能就近至本館利用相關館藏，了解更多之臺灣在地文化。