战后，台南市立台南图书馆变更为台南市立图书馆。民国六十四年（1975年）台南市立图书馆总馆迁到台南公园的现址。民国六十八年（1979年）1月，台南县立图书馆设立。民国七十二年（1983年），台南县立图书馆併入台南县立文化中心。台南市立图书馆获行政院及台湾省政府核定维持独立机关，不併入台南市立文化中心。民国八十九年（2000年），台南市立图书馆从教育局改隶于文化局（后改为文化观光处）。
县市合併后.2010年12月25日，台南市和台南县合併升格改制为直辖市，台南市立图书馆及辖下7所分