Vlniaus viešóji bibliotekà veikė 1867–1915.
Biblioteka įkurta pertvarkius uždarytą Vilniaus senienų muziejų ir prie jo veikusį Skaitymo kabinetą. Biblioteka oficialiai atidaryta 1867 05 24. Tą dieną ją aplankė ir caras Aleksandras II (šis įvykis užfiksuotas dailininko I. Trutnevo paveiksle Caro Aleksandro II apsilankymas Vilniaus viešojoje bibliotekoje, 1909). 1867–1915 prie bibliotekos veikė Senienų muziejus. Pradinį fondą (apie 200 000 tomų knygų ir rankraščių) sudarė Vilniaus universiteto bibliotekos, Vilniaus senienų muziejaus, Vilniaus laikinosios archeologijos komisijos, po 1831 ir 1863 sukilimų uždarytų mokyklų, vienuolynų, konfiskuotų dvarų, privačių asmenų knygų rinkiniai. 1914 turėjo apie 300 000 tomų spaudinių ir buvo ketvirtoji pagal dydį viešoji Rusijos imperijos biblioteka. Senienų muziejuje prie bibliotekos buvo daugiau kaip 23 000 eksponatų. 1905 bibliotekos paslaugomis pasinaudojo 9289, 1907 – 20 112 skaitytojų. Senienų muziejuje prie bibliotekos 1905 apsilankė 9514, 1907 – 12 180 žmonių.
Ivano Trutnevo paveikslas Caro Aleksandro II apsilankymas Vilniaus viešojoje bibliotekoje (drobė, aliejinė tapyba; © Vilniaus universiteto muziejus)
Per Pirmąjį pasaulinį karą daug knygų (vertingi rankraščiai, seni spaudiniai ir kita) dingo arba buvo išvežta į Rusiją. 1915 vasarą biblioteka nutraukė darbą.
1919 pradžioje Lietuvos švietimo liaudies komisariatas reorganizavo Vilniaus viešąją biblioteką ir įkūrė Lietuvos centrinį knygyną (Lietuvos nacionalinė Martyno Mažvydo biblioteka).