1945年，图书馆改名为沈阳市立图书馆。1946年12月，图书馆从大东关大什字街路南迁到大南门内的满铁奉天公所内。1947年5月15日，开始开放普通阅览室和新闻杂志阅览室，12月开放儿童阅览室。1948年9月，辽沈战役开始，图书馆闭馆。11月2日，中国人民解放军攻下沈阳，成立沈阳人民政府，接管沈阳市图书馆。1949年3月11日，图书馆重新开馆，改名为沈阳人民政府图书馆。
中华人民共和国时期.1949年10月，中华人民共和国成立。1950年，沈阳人民政府图书馆成为沈阳市文教局直属单位