本區位於台中市西端，近幾年來因市地重劃，各項重大建設齊頭並進，人口大量湧入，為了提昇區民文化水準，建立祥和之書香社會，乃有圖書館之設置，由西屯區公所編列6000萬工程費，承市議會審查通過後即著手規劃，82年11月16日動工奠基，84年11月12日落成啟用。
在台中市政府文化局及本館的努力下，本館獲得102年度教育部閱讀環境改善工程補助經費，103年12月30日起進行全館空間改善工程，於104年7月24日竣工，同年8月中旬陸續逐層復原開放使用，10月24日全館重新啟用，重塑西屯區圖書資訊、快樂學習與休閒閱讀的重要亮點。
因臺中市政府文化局組織修編，自105年3月1日起本館館銜更改為台中市立圖書館西屯分館。
本館為一幢地下1層、地上3層之建築物，總樓地板面積3330平方公尺，不僅是西屯區重要的人文地標，更是社區民眾終生學習的一個絕佳場所。