ซานตาโมนิกาได้รับการประกาศให้เป็นเมืองอย่างเป็นทางการในปี พ.ศ. 2418 ^{[ 1 ]}ในปี พ.ศ. 2427 ห้องที่อยู่ติดกับร้านขายยาของดร. เฟรด ซี. แมคคินนี ได้ถูกจัดตั้งเป็นห้องอ่านหนังสือ ห้องอ่านหนังสือนี้ถูกโอนให้แก่สหภาพสตรีคริสเตียนเพื่อการงดดื่มสุรา (WCTU) ในปี พ.ศ. 2431 ในเวลานั้น คอลเล็กชันหนังสือประกอบด้วยหนังสือ 400 เล่ม รวมทั้งนิตยสารและหนังสือพิมพ์ยอดนิยม แม้ว่าจะมีการจัดกิจกรรมระดมทุนที่ประสบความสำเร็จบ้าง แต่การดูแลรักษาห้องอ่านหนังสือก็พิสูจน์แล้วว่าเป็นเรื่องท้าทายสำหรับ WCTU

ในเดือนพฤศจิกายน ปี 1890 องค์กร WCTU เสนอที่จะโอนห้องสมุดซึ่งปัจจุบันมีหนังสือ 800 เล่ม ให้แก่เมืองซานตาโมนิกา คณะกรรมการเมืองรับมอบของขวัญนี้ ในเดือนธันวาคม ปี 1890 นางเอลฟี มอสส์ ได้รับการแต่งตั้งเป็นบรรณารักษ์ประจำเมืองคนแรก ห้องสองห้องในอาคารธนาคารแห่งซานตาโมนิกา ซึ่งตั้งอยู่ที่ถนนโอเรกอน (ต่อมาคือถนนซานตาโมนิกา) และถนนเธิร์ด ได้ถูกจัดสรรไว้สำหรับห้องสมุด

การใช้ห้องอ่านหนังสือไม่มีค่าใช้จ่าย แต่การยืมหนังสือมีค่าใช้จ่าย 25 เซนต์ต่อเดือน ในเดือนมีนาคม ค.ศ. 1893 ห้องสมุดเปิดให้ประชาชนทั่วไปใช้บริการฟรี ในเวลานั้น ห้องสมุดมีหนังสือ 1,800 เล่ม และในปี ค.ศ. 1898 ห้องสมุดได้ขยายพื้นที่โดยเพิ่มห้องอีกห้องหนึ่ง

ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2446 ห้องสมุดได้ย้ายไปยังศาลากลางเมืองแห่งใหม่ ซึ่งตั้งอยู่ที่ถนนโฟร์ทสตรีทและถนนโอเรกอนอเวนิว (ต่อมาคือถนนซานตาโมนิกาบูเลอวาร์ด) ซึ่งมีพื้นที่มากขึ้น^{[ 2 ]}

เมื่อเมืองเติบโตขึ้น คอลเล็กชันของห้องสมุดก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ในช่วงต้นปี ค.ศ. 1903 นางเจ.เอช. คลาร์ก ได้เขียนจดหมายถึงแอนดรูว์ คาร์เนกีเพื่อขอให้สร้างอาคารห้องสมุดในซานตาโมนิกา คำตอบของคาร์เนกีในเดือนเมษายน ค.ศ. 1903 ระบุไว้บางส่วนว่า "...นายคาร์เนกีจะยินดีมอบเงินจำนวน 12,500 ดอลลาร์เพื่อสร้างอาคารห้องสมุดสาธารณะฟรีสำหรับซานตาโมนิกา"

ภายในระยะเวลาอันสั้น ประชาชนได้ระดมทุนได้ 3,982.50 ดอลลาร์ และซื้อที่ดินแปลงหนึ่งที่มุมตะวันออกเฉียงเหนือของถนนโอเรกอนและถนนฟิฟท์สตรีท การก่อสร้างอาคารเริ่มขึ้นในเดือนมกราคม ค.ศ. 1904 และห้องสมุดเปิดให้บริการแก่ประชาชนแปดเดือนต่อมา ในวันที่ 11 สิงหาคม

จากรายงานประจำปีของห้องสมุดในปี 1912-1913 พบว่าจำนวนหนังสือเพิ่มขึ้นเป็น 18,568 เล่ม และยอดการยืมต่อปีรวม 80,666 ครั้ง ซึ่งแสดงว่าจำนวนหนังสือเริ่มมีมากเกินกว่าพื้นที่ของอาคารแล้ว

ความจำเป็นในการมีห้องสมุดสาขาก็ปรากฏชัดขึ้นเช่นกัน นายกเทศมนตรีได้เขียนจดหมายถึงมูลนิธิคาร์เนกีเพื่อขอรับเงินช่วยเหลือค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างห้องสมุดสาขา มูลนิธิคาร์เนกีได้ให้เงินสนับสนุนจำนวน 12,500 ดอลลาร์ ห้องสมุดสาขาโอเชียนพาร์คตั้งอยู่บนที่ดินแปลงหนึ่งทางมุมตะวันออกเฉียงเหนือของถนนโอเชียนพาร์คบูเลอวาร์ดและถนนเมนสตรีท ซึ่งเมืองได้ซื้อมาในราคา 8,000 ดอลลาร์ เปิดให้บริการแก่ประชาชนเมื่อวันที่ 15 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2461 ^{[ 2 ]}

ในปี ค.ศ. 1926 มีการอนุมัติการออกพันธบัตรเป็นจำนวนเงิน 50,000 ดอลลาร์ เพื่อใช้ในการบูรณะและขยายห้องสมุดหลักที่ตั้งอยู่บนถนนซานตาโมนิกาบูเลอวาร์ดและถนนฟิฟท์สตรีท อาคารขนาดเล็กที่ได้รับทุนสนับสนุนจากมูลนิธิคาร์เนกีได้รับการขยายและปรับปรุงใหม่ให้เป็นสถาปัตยกรรมสไตล์สเปนโดย อี.เจ. บอมม์ โดยมีการเพิ่มปีกอาคารอีกสองปีก ห้องสมุดหลักที่ขยายใหญ่ขึ้นเปิดให้บริการแก่ประชาชนในวันที่ 18 พฤศจิกายน ค.ศ. 1927

หนึ่งในคุณสมบัติอันโดดเด่นของห้องสมุดหลักที่ได้รับการปรับปรุงใหม่ (ตั้งอยู่ที่ 503 Santa Monica Boulevard) คือภาพจิตรกรรมฝาผนังโดยศิลปินStanton Macdonald-Wright Macdonald-Wright ได้รับการว่าจ้างจากโครงการบริหารงานสาธารณะและเริ่มทำงานจิตรกรรมฝาผนังในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2477 เขาใช้เวลา 18 เดือนในการสร้างผลงานให้เสร็จสมบูรณ์ ภาพจิตรกรรมฝาผนังขนาด 2,000 ตารางฟุตนี้ได้รับการเปิดเผยในปี พ.ศ. 2478 และสร้างความประทับใจไม่รู้ลืมแก่ผู้มาเยือนห้องสมุด^{[ 3 ]}

ยูลาลี วิลสัน นักวาดภาพประกอบหนังสือเด็ก เป็นผู้เขียนภาพจิตรกรรมฝาผนังสำหรับห้องเด็กชายและเด็กหญิงในห้องสมุดหลัก ปีเตอร์แพน ซินเดอเรลล่า และตัวละครอื่นๆ จากหนังสือเด็ก จะประดับประดาผนังของส่วนเด็กมานานกว่าสองทศวรรษ

ในปี ค.ศ. 1930 ซานตาโมนิกามีประชากร 37,000 คน มีโรงพยาบาล วิทยาลัย และเป็นที่ตั้งของบริษัท Douglas Aircraft Companyและสนามบิน Clover Field แห่งใหม่ เมื่อวันที่ 1 กรกฎาคม ค.ศ. 1931 ห้องสมุดสาขาแฟร์วิวไฮท์สได้เปิดทำการ ตั้งอยู่ที่ 1903 ถนนสายที่ 20 เป็นห้องสมุดสาขาที่มีหน้าร้านกว้างเพียง 15 ฟุต ตั้งอยู่ระหว่างร้านขายของชำและร้านตัดผม

ในปี ค.ศ. 1942 เป็นที่ชัดเจนว่าห้องสมุดสาขาแฟร์วิวซึ่งตั้งอยู่หน้าร้านไม่สามารถรองรับจำนวนผู้ใช้บริการที่เพิ่มขึ้นได้อย่างเพียงพออีกต่อไป และห้องสมุดจึงเริ่มมองหาสถานที่ที่เหมาะสมกว่า ในวันที่ 13 กรกฎาคม ค.ศ. 1942 ห้องสมุดสาขาแฟร์วิวได้เปิดทำการในสถานที่แห่งที่สอง ณ เลขที่ 2030 ถนนปิโก บูเลอวาร์ด

ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง เนลลี ซัลลิแวน บรรณารักษ์ประจำสาขาแฟร์วิวซึ่งทำงานมานาน ได้ริเริ่มบริการที่เธอเคยอ่านเจอ นั่นคือ การเล่านิทานให้เด็กก่อนวัยเรียนฟัง ซึ่งนับเป็นบริการแรกในลักษณะนี้ในชายฝั่งตะวันตกของสหรัฐอเมริกา

นอกจากนี้ ในช่วงสงครามปี 1945 ชั้นใต้ดินของห้องสมุดสาขาโอเชียนพาร์คถูกดัดแปลงเป็นห้องสำหรับเยาวชน ซึ่งเป็นสถานที่ที่วัยรุ่นมารวมตัวกันเพื่อศึกษาเล่าเรียนและเล่นเกม ในเวลาต่อมา ห้องนี้เคยใช้เก็บหนังสือเด็ก จากนั้นก็ใช้สำหรับการประชุมและกิจกรรมต่างๆ ของห้องสมุด

ในช่วงทศวรรษ 1950 มีการวางแผนสร้างอาคารที่ใหญ่ขึ้นสำหรับสาขาแฟร์วิว ซึ่งเติบโตขึ้นอย่างมากนับตั้งแต่เปิดทำการที่สาขาที่สองบนถนนปิโกบูเลอวาร์ดในปี 1942 ในปี 1956 สาขาแฟร์วิวแห่งที่สามที่ 2101 ถนนโอเชียนพาร์คบูเลอวาร์ดได้เปิดให้บริการแก่สาธารณชน

เพื่อตอบสนองความต้องการห้องสมุดชุมชนของผู้อยู่อาศัยทางด้านเหนือของเมือง ห้องสมุดสาขา Montana Avenue ซึ่งตั้งอยู่ในอาคารเช่าที่ 1528 – 30 Montana Avenue ได้เปิดทำการในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2495 ห้องสมุดสาขานี้เจริญรุ่งเรือง และภายในหกปี จำนวนการยืมหนังสือต่อปีเพิ่มขึ้นเป็นกว่า 80,000 รายการ ในไม่ช้าห้องสมุดสาขาก็มีขนาดใหญ่เกินกว่าพื้นที่เช่า และได้มีการวางแผนสร้างอาคารใหม่ เมืองได้ซื้อที่ดินสองแปลงที่ 1704 Montana Avenue และได้มีการจัดพิธีวางศิลาฤกษ์ในวันที่ 20 สิงหาคม พ.ศ. 2492 ห้องสมุดสาขา Montana Avenue แห่งใหม่เปิดให้บริการแก่ประชาชนในวันที่ 1 มีนาคม พ.ศ. 2503 ^{[ 2 ]}

ในปี 1962 มีการอนุมัติการออกพันธบัตรและซื้อที่ดินบริเวณหัวมุมถนนสายที่หกและถนนซานตาโมนิกาเพื่อสร้างห้องสมุดหลักแห่งใหม่ การก่อสร้างเริ่มขึ้นในเดือนกุมภาพันธ์ 1964 ห้องสมุดแห่งนี้ซึ่งออกแบบโดยสถาปนิก Matthew Robert Leizer และ Thomas J. Russell เปิดให้บริการแก่ประชาชนในเดือนกันยายน 1965 ที่อยู่คือ 1343 ถนนสายที่หก

เนื่องจากอาคารใหม่นี้ไม่มีที่สำหรับภาพจิตรกรรมฝาผนังของ Macdonald-Wright (ซึ่งวาดบนแผ่นไม้อัดที่ถอดได้และสามารถเคลื่อนย้ายได้) จึงถูกเก็บไว้ในห้องใต้ดินก่อน จากนั้นจึงถูกรับและย้ายไปยังสถาบันสมิธโซเนียนก่อนการเปิดอาคารห้องสมุดหลักแห่งใหม่ในปี 2549 สถาบันสมิธโซเนียนได้จัดให้มีการยืมภาพจิตรกรรมฝาผนังระยะยาวแก่ห้องสมุด ภาพจิตรกรรมฝาผนังเหล่านี้ติดตั้งอยู่ทั่วชั้นสองของห้องสมุดหลัก^{[ 4 ]}

ในปี 1989 แผนกบริการข้อมูลเริ่มตอบคำถามผ่านทางอีเมล ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายอิเล็กทรอนิกส์สาธารณะ (Public Electronic Network) ที่ทันสมัยของเมือง ต่อมาแผนกบริการข้อมูลได้เริ่มมีปฏิสัมพันธ์กับประชาชนผ่านทางอีเมล ในปี 2000 ห้องสมุดสาธารณะซานตาโมนิกาเป็นห้องสมุดสาธารณะแห่งแรกที่ให้บริการข้อมูลผ่านการแชททางอินเทอร์เน็ต โดยเป็นโครงการนำร่องของโครงการ 24/7 Reference Project ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อบริการ QuestionPoint ของ OCLC และในปี 2009 ได้เพิ่มบริการข้อมูลผ่านข้อความ SMS เข้ามา

ในปี 2000 ห้องสมุดเริ่มให้ยืมดีวีดี ในปี 2005 ห้องสมุดเริ่มให้บริการหนังสือเสียง แบบดาวน์โหลด ได้ทางออนไลน์แก่ผู้ถือบัตร ในฤดูใบไม้ผลิปี 2003 ห้องสมุดสาธารณะซานตาโมนิกาได้นำเสนอโครงการ Citywide Reads ครั้งแรก ซึ่งทุกคนในเมืองได้รับการสนับสนุนให้อ่านหนังสือเล่มเดียวกันและอภิปรายเกี่ยวกับหนังสือเล่มนั้น หนังสือเล่มแรกที่เลือกคือBalzac and the Little Chinese Seamstressของ Dai Sijie ^{[ 5 ]}

ในปี 1996 กระบวนการวางแผนอย่างเป็นทางการสำหรับการขยายห้องสมุดหลักได้เริ่มต้นขึ้น ซึ่งรวมถึงการจัดกลุ่มผู้สนใจจากชุมชน การสำรวจ และการประชุม ผลลัพธ์ที่ได้คือแผนแม่บทห้องสมุด และบริษัท Moore Ruble Yudell (MRY) Architects & Planners จากซานตาโมนิกาได้รับการคัดเลือกให้จัดทำแบบร่างแนวคิด บริษัท Pamela Burton & Company เป็นสถาปนิกภูมิทัศน์ในโครงการนี้ ในปี 1998 พันธบัตรได้รับการอนุมัติด้วยคะแนนเสียง 81% เพื่อเป็นทุนในการปรับปรุงห้องสมุด

ในปี 2002 หลังจากได้รับความคิดเห็นจากชุมชนอย่างกว้างขวาง สภาเมืองซานตาโมนิกาได้อนุมัติแบบของ MRY

ก่อนที่อาคารห้องสมุดหลักหลังเก่าจะปิดทำการ ห้องสมุดสาขาต่างๆ ได้รับการปรับปรุงใหม่ ห้องสมุดสาขาถนนมอนทานาได้เพิ่มห้องประชุมชุมชนในช่วงเวลานั้น การรื้อถอนอาคารห้องสมุดหลังเก่า การก่อสร้างอาคารจอดรถใต้ดินสามชั้น และการก่อสร้างห้องสมุดหลักสองชั้น เริ่มขึ้นในฤดูใบไม้ผลิปี 2546

ในระหว่างที่ห้องสมุดหลักกำลังอยู่ระหว่างการก่อสร้าง หนังสือส่วนใหญ่สำหรับผู้ใหญ่ของห้องสมุดได้ถูกย้ายไปเก็บไว้ในสถานที่ชั่วคราวที่ 1324 ถนนฟิฟท์สตรีท ห้องสมุดชั่วคราวแห่งนี้ให้บริการแก่ประชาชนตั้งแต่วันที่ 12 พฤษภาคม 2546 ถึงวันที่ 4 ธันวาคม 2548 ส่วนหนังสือสำหรับเด็กและเยาวชนของห้องสมุดหลักนั้นได้ย้ายไปอยู่ที่ชั้นล่างของห้องสมุดสาขาโอเชียนพาร์คในช่วงเวลานั้น

ห้องสมุดหลักแห่งใหม่ ซึ่งมีพื้นที่ 104,000 ตารางฟุต และได้รับ รางวัลมาตรฐาน การออกแบบเพื่อความเป็นผู้นำด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม (LEED) เปิดให้บริการแก่ประชาชนในเดือนมกราคม พ.ศ. 2549 ห้องสมุดหลักแห่งใหม่นี้มีสิ่งอำนวยความสะดวกด้านคอมพิวเตอร์สำหรับประชาชนที่มากขึ้น และพื้นที่สำหรับการประชุมที่ขยายใหญ่ขึ้น รวมถึงหอประชุมมาร์ติน ลูเธอร์ คิง จูเนียร์

ในปี 2550 ห้องสมุดได้ร่วมมือกับแผนกโครงการด้านสิ่งแวดล้อมของเมือง จัดงาน Green Prize for Sustainable Literature ครั้งแรก โดยหนังสือที่ได้รับรางวัลคือAn Inconvenient TruthของAl Goreห้องสมุดเป็นเจ้าภาพจัดงาน Living Library ครั้งแรกของสหรัฐอเมริกาในปี 2551 ^{[ 6 ]}ในปี 2553 ห้องสมุดเริ่มให้ยืมอีบุ๊ก การใช้ระบบห้องสมุดสาธารณะยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องตลอดทศวรรษแรกของศตวรรษใหม่

ในปี 2009 จำนวนผู้เข้าชมห้องสมุดหลักทะลุหนึ่งล้านคนเป็นครั้งแรก

แผนชุมชนย่าน Pico ปี 1983 กล่าวถึงความจำเป็นในการมีห้องสมุดสาขากลับมาในย่านนี้ และเสนอแนะให้รวมกิจกรรมเชิงพาณิชย์ของภาคเอกชนที่มีอยู่เข้ากับการใช้งานสาธารณะ ซึ่งรวมถึงห้องสมุดและที่ทำการไปรษณีย์^{[ 7 ]}ขณะที่กำลังวางแผนสวนสาธารณะ Virginia Avenue Park การรวมห้องสมุดก็ถูกหยิบยกขึ้นมาอีกครั้ง

ในปี 2008 แนวคิดเรื่องการนำห้องสมุดกลับมาสู่ย่านปิโกได้รับแรงผลักดันมากขึ้น เมื่อชุมชนพิจารณาถึงการสร้างโรงเรียนสอนภาษาเอดิสันขึ้นใหม่ และโอกาสในการจัดตั้งห้องสมุดสาขาแบบใช้ร่วมกัน (ระหว่างเขตการศึกษาซานตาโมนิกา-มาลิบู และเทศบาลเมือง) ในปี 2009 สภาเทศบาลเมืองได้อนุมัติการก่อสร้างห้องสมุดสาขาแห่งใหม่ในสวนสาธารณะเวอร์จิเนียอเวนิว

ห้องสมุดสาขา Pico ซึ่งออกแบบโดย Koning Eizenberg Architecture แห่งซานตาโมนิกา ตั้งอยู่ระหว่างศูนย์ Thelma Terry และโซนตลาดเกษตรกร อาคารชั้นเดียวสองหลังประกอบด้วยอาคารห้องสมุดหลักขนาด 7,872 ตารางฟุต และอาคารส่วนต่อขยาย ซึ่งเป็นห้องชุมชนแยกต่างหากขนาด 818 ตารางฟุต ซึ่งเชื่อมต่อกับห้องสมุดด้วยโครงหลังคาที่มีแผงโซลาร์เซลล์^{[ 8 ]}

พิธีวางศิลาฤกษ์จัดขึ้นเมื่อวันที่ 15 สิงหาคม 2555 สาขาเปิดให้บริการอย่างไม่เป็นทางการเมื่อวันที่ 24 เมษายน 2557 และพิธีเปิดอย่างเป็นทางการพร้อมตัดริบบิ้นจัดขึ้นในวันเสาร์ที่ 28 มิถุนายน