1958年に登場した初の準急形電車である91系電車（後の153系電車）では、直流区間を走行することから「湘南色」が採用された。この時点で、「湘南色」は直流用の近郊形から急行形までの、事実上の標準色として使用されることになる。また、「スカ色」についても、旧型国電などの色として使用されるケースが多くなり、こちらも直流近郊電車の事実上の標準色となっていたといえる。また、新性能直流電気機関車は、1965年に青15号地にクリーム1号の前面警戒色が標準色と決められた。1959年に登場したED70形交流電気機関車では、初めて赤2号の外板色が正式採用となった。この後、交流専用の機関車・電車の標準色とされることになり、711系電車でも外板色として採用された。交流直流両用電車においては、1960年の401系・421系電車の登場時に赤13号という外板色がまず決められた。当初は警戒色としての飾り帯は電源周波数別に分けられていたが、急行形交直両用電車が登場する際に、組み合わせ色としてクリーム4号が採用されたのを機に、飾り帯の色も同色に揃えられた。赤13号は交直両用機関車の標準色にも採用されている。
1959年に登場した修学旅行用82系電車（後の155系）に初めて採用された塗色で、窓周りを黄色（黄1号）、腰板幕板を朱色（朱色3号）としており、公募によって決定されたが、黄色は後年黄5号に変更された。その後、同じ修学旅行用として製造された159系電車や167系電車、キハ58形・キハ28形800番台気動車にも採用され、画一化された塗色の国鉄車両の中で異彩を放っていたが、1977年の国鉄色の色数整理にともなって廃止された。
1955年（昭和30年）7月、上屋敷町にあった旧田辺市警察の庁舎へ移転し公民館から独立した。1956年（昭和31年）4月には、田辺市立図書館条例と図書館規則を制定し、同年10月に図書館協議会を設置した。1959年（昭和34年）の利用者数は63,141人で職員は3人であった。人口4 - 6万人の市にある公立図書館109館の中で貸出冊数は7位であったが、資料購入費は60位、利用者数は64位と低かったことから、時代に即した新図書館の建設を求める声が高まり、1963年（昭和38年）11月2日に鉄筋構造地上2階・地下1階建ての新館が竣工し、11月5日に開館した。新図書館は田辺市出身の建築家・片山礼三が設計し、1階に一般図書室・児童室・郷土図書室・新聞雑誌閲覧室など、2階に展示場や会議室を設け、当時の地方都市としては立派であったため、開館直前に近畿市長会へ出席するために田辺に集まった市長らが視察に訪れている。私立田辺図書館以来の和装本や「宇井文書」、「田所大庄屋文書」、鬪雞神社からの寄託資料などは2階で保存し、後に地方史研究の重要拠点となった。新館開館により利用者が急増したものの、蔵書数は約18,500冊とあまり増えていなかった。そこで紀伊民報文化事業団は開館前に市民へ献本を呼びかけ、郷土史家から明治期以降の貴重な郷土資料120冊が寄贈されるなどの成果があった。その後も年間500 - 600冊の寄贈が続き、「はまゆう文庫」など寄贈書で構成された文庫が5つ開設された。また職員は5人に増員された。図書館の充実の一方で、皮肉にも利用者数は減少を続けることになり、市内にある県立図書館紀南分館との競合も発生していた。1972年（昭和47年）5月23日には点字図書の貸し出しを開始し、1977年（昭和52年）に配本自動車の巡回を開始、1987年（昭和62年）に移動図書館「べんけい号」を導入するなどサービスの充実を進めた。この間、南方熊楠と親交のあった写真家の辻一郎の親族から辻が撮影した写真乾板503枚が寄贈された。この写真は図書館でしばらく眠ることになるが、2014年（平成26年）に南方熊楠顕彰館が再発見した。1997年（平成9年）11月21日、経営破綻した阪和銀行の行員らが「地域への感謝」としてポケットマネーを出し合い202,769円を田辺市立図書館へ寄付した。同年12月、図書館企画として初めて魚拓展を開催した。2000年（平成12年）2月5日と2月6日には、田辺市教育委員会が図書館の創立100周年を記念した「生涯学習フェスティバル」を田辺市民総合センターで開催し、「図書館100年のあゆみ」として開館を報じる当時の新聞記事、市民から募集した「21世紀の図書館像」に関する絵画・作文を展示した。2001年（平成13年）度の入館者数は57,323人（1日あたり210人）、蔵書数は約126,600冊、貸出冊数は16万冊であった。この頃図書館は老朽化し、施設や駐車場が狭いことから市民の間から新図書館建設の声が上がるようになり、新館建設資金として40年弱図書館協議会委員を務めてきた市民から100万円が寄付された。2002年（平成14年）時点では、田辺市立図書館は祝日を休館日としており、ゴールデンウィーク10日間のうち開館したのは3日だけ、冬休み期間17日のうち開館したのは5日だけであった。こうした状況は他の和歌山県内の図書館でも似たような状況であった。利用者からの蔵書問い合わせの増加に伴い、2003年（平成15年）5月20日より、インターネットで蔵書検索ができるようにした。2005年（平成17年）5月、田辺市は日高郡龍神村、西牟婁郡中辺路町・大塔村、東牟婁郡本宮町と合併し新しい田辺市となったが、図書館を設置していたのは旧・田辺市のみで、田辺市立図書館を本館とし、旧4町村の図書室を田辺市立図書館の分室とした。2006年（平成18年）4月17日、本宮分室を田辺市本宮行政局2階へ移転、2007年（平成19年）7月3日、新しい大塔分室が田辺市大塔行政局3階に開室した。2010年（平成22年）、旧・田辺市内のみを巡回していた移動図書館を、合併前の旧4町村のエリアにも拡大した。