将支部上野图书馆改造为国际儿童图书馆的计划也得到实施。国际儿童图书馆主要负责国立国会图书馆藏书中的儿童书（主要以18岁以下读者为对象的图书馆资料），在2000年（平成12年）部分开馆，最终在2002年（平成14年）全面开放。近年来，除了致力于发展电子图书馆外，也有一系列对国立国会图书馆组织结构的变革，包括2005年国立国会图书馆法中规定的图书馆长享受的国务大臣待遇被取消，2006年自由民主党行政改革总部提出图书馆的独立行政法人化方案，以及2007年首次任命与国会无关的长尾真（原京都大学校长）为馆长等。