目前位于桃园艺文特区的第二代总馆已兴建中，楼高8层，设地下2层，完工后将成为桃园市最大的公共图书馆，也预计将超越高雄市立图书馆总馆为全国最大的地区性公共图书馆，内部规划设有电影院、文创广场、主题餐厅等设施。
沿革.逢桃园县升格桃园市，文化局成立二级机关「桃园市立图书馆」，并使用文化局文化大楼作为总馆，同时建立新一代「直辖市级」市立图书总馆取代第一代总馆的规划开始在2014年中华民国直辖市长及县市长选举前，并于郑文灿当选桃园市市长后继续规划，于2016年1月22日确定选址于桃园市桃园