1907 m.  Anykščiuose įkurta  pirmoji biblioteka – Anykščių parapijos biblioteka, sukaupusi 200-250 knygų. Jos steigėjas buvo Anykščių Šv. ap. evang. Mato bažnyčios klebonas Juozapas Vembrė (1862-1915).

1923 m.  Anykščiuose įsteigta Šaulių sąjungos biblioteka, kurioje knygas ypač noriai skaitė moksleiviai. 

1937 m. kovo 15 d. Lietuvos Respublikos Švietimo ministro įsakymu Anykščiuose įsteigta Viešoji valstybinė biblioteka. Ši diena laikoma Anykščių viešosios bibliotekos veiklos pradžia.

1941-1944 m. Antrojo pasaulinio karo  metais Anykščių biblioteka sudegė. Praūžus karo audrai, pradiniam atkuriamos bibliotekos fondui surinktos skaitytojų anksčiau iš bibliotekos paimtos ir nespėtos grąžinti knygos.

1951 m. spalio 15 d. Anykščiuose pradėjo veikti atskira Vaikų biblioteka, išaugusi į Vaikų literatūros skyrių.

1953 m. Biblioteka tapo Anykščių rajono bibliotekų metodinio vadovavimo centru. Rajoninėje  bibliotekoje dirbo 4 darbuotojai.

1955 m. Biblioteka ilgam įsikūrė jai skirtame XIX a. statybos pastate Anykščiuose, Paupio g. 10, – buvusiuose dvarininkės Okuličiūtės rūmuose.

1958 m. Kraštotyrinės veiklos pradžia Anykščių rajono bibliotekoje.

1959 m. Anykščiuose organizuota jungtinė kultūros ir švietimo įstaigų ataskaitinė konferencija, kurios metu skaitytojams ataskaitą skaitė rajoninės bibliotekos vedėja Rožė Klimašauskaitė (1921-2008).

1966 m. Pirmą kartą Anykščiuose organizuota Knygos šventė (organizatorė – rajoninės bibliotekos vedėja Bronė Staikūnienė). Tai buvo ne tik rajone, bet ir Lietuvoje pirmoji Knygos šventė, vėliau tapusi tradiciniu renginiu.

1972 m. Anykščių rajoninėje bibliotekoje įsteigtas Muzikos skyrius.

1973 m. kovo 1-2 d. pirmą kartą Anykščiuose organizuota nestacionari rajoninės bibliotekos knygų paroda Anykščių kino teatre „Šilelis”.

1976 m. Anykščių rajone pradėta bibliotekų tinklo centralizacija: rajoninė biblioteka  pertvarkyta į Anykščių rajono centrinę biblioteką su 2 miesto ir 48 kaimo filialais. Tuo metu bibliotekoje buvo 6 skyriai, dirbo 30 darbuotojų. Įkurtas Bibliografijos skyrius.

1977 m. Anykščių rajono centrinėje bibliotekoje prie Skaitytojų aptarnavimo skyriaus įkurtas jaunimo sektorius.

1982 m. Pradėtos rengti ilgamečių bibliotekos darbuotojų pagerbimo šventės.

1986 m. Prie Anykščių centrinės bibliotekos susibūrė Anykščių rajono literatų klubas „Marčiupys”.

1990 m. Rajono savivaldybės valdyboje panaikinus Kultūros skyrių, Anykščių centrinė biblioteka tapo savarankiška biudžetine įstaiga.

1991 m. Į Anykščius grįžta kultūrinės atminties ženklai. Bibliotekos iniciatyva Anykščių rajono visuomenė pirmą kartą viešai minėjo kraštiečio prozininko ir vertėjo emigranto Stepo Zobarsko (1911-1984) gimimo metines.

1995 m. Anykščių rajono centrinė biblioteka pertvarkyta į Anykščių rajono savivaldybės viešąją biblioteką.

1995 m. rugsėjo 29 d. biblioteka persikėlė į Anykščių rajono savivaldybės mero Sauliaus Nefo iniciatyva jai skirtą dviejų aukštų pastatą Anykščiuose, J. Biliūno g. 35.

1996 m. Anykščių viešosios bibliotekos Vaikų literatūros skyrius įsikūrė senajame bibliotekos pastate Paupio g. 10.

1997 m. Anykščių viešoji biblioteka iškilmingai paminėjo savo 60-metį.

1998 m. balandžio 27 d. aptarnauti skaitytojų į mažesnius Anykščių rajono kaimus išvyko mobilioji biblioteka – pirmasis Lietuvoje bibliobusas.

1998-1999 metai rajone buvo paskelbti „Bibliotekų kraštotyrinės veiklos metais”.

2001 m. bibliotekoje pradėta diegti LIBIS (Lietuvos integrali bibliotekų informacijos sistema).

2003 m. Vaikų literatūros skyriuje Paupio g. 10 įrengtas ir pradėjo veikti pirmasis Anykščių rajone aljanso „Langas į ateitį“ viešojo interneto centras.

2004 m. pirmuosiuose bibliotekos padaliniuose įsteigti viešosios interneto prieigos taškai (VIPT).

2005 m. ėmė veikti Anykščių viešosios bibliotekos interneto svetainė www.anyksciuvb.lt.

2006 m. įsteigtas Bibliotekos įvaizdžio kūrimo skyrius.

2007 m. išleista pirmoji Anykščių bibliotekos istorijos knyga „Anykščių biblioteka istorijos vingiuose : 1937-2007“.

2007 m. rugpjūčio 30 d. Anykščių rajono savivaldybės tarybos sprendimu Anykščių rajono savivaldybės viešajai bibliotekai suteiktas šio krašto švietėjų Liudvikos (1856-1925) ir Stanislovo (1850-1927) Didžiulių vardas.

2007 m. Anykščių rajono savivaldybės Liudvikos ir Stanislovo Didžiulių viešoji biblioteka minėjo 70-metį.

2008 m. Pasirašyta ir pradėta įgyvendinti Anykščių rajono savivaldybės ir projekto „Bibliotekos pažangai“ bendradarbiavimo sutartis, atvėrusi naujas informacinių technologijų taikymo galimybes Anykščių rajono bibliotekų tinkle.

2009 m. Atkūrus dviejų kaimo padalinių veiklą, suformuota optimali bibliotekos struktūra iš 6 skyrių ir 23 padalinių. Biblioteka aktyviai įsijungė į krašto enciklopedijos internete www.grazitumano.lt kūrimą.