Здание симметричное, в классическом стиле. Главный фасад украшен порталом и 8-колонным портиком. Наружные стены из розового шершнёвского гранита. Все лепные работы выполнены по авторским шаблонам.
История библиотеки началась в 1898 году с бесплатной городской библиотеки-читальни. Современное здание построили в 1963 году по проекту челябинских архитекторов Б.В. Петрова и М.П. Мочаловой, выпускников Московского архитектурного института. Сейчас в библиотеке насчитывается более 2 миллионов печатных изданий, в том числе более 10 тысяч редких. На здании 28 декабря 2015г. размещена мемориальная доска, которая гласит: Министерство культуры Челябинской области. Объект культурного наследия регионального значения “Здание Челябинской областной универсальной научной библиотеки”. 1953—1963 гг. Подлежит государственной охране. Лица, причинившие вред объекту культурного наследия, несут в соответствии с законодательством Российской Федерации административную и иную ответственность. Поставлен на государственную охрану решением исполнительного комитета Челябинского областного Совета депутатов трудящихся от 31.03.2010 г. № 2211.