สำนักหอสมุด มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ เปิดดำเนินการพร้อมกับมหาวิทยาลัยเชียงใหม่ เมื่อวันที่ 19 มิถุนายน 2507 มีฐานะเป็นกองห้องสมุด สังกัดสำนักงานอธิการบดี โดยในระยะเริ่มแรกของการก่อตั้งได้ใช้ส่วนหนึ่งของอาคารภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์เป็นที่ทำการชั่วคราว และ พ.ศ.2511 ได้ย้ายไปอยู่อาคารเอกเทศใกล้กับคณะสังคมศาสตร์ ต่อมาในปี พ.ศ.2519 ได้รับการยกฐานะจากกองห้องสมุดเป็นสำนักหอสมุดและได้รับงบประมาณสร้างอาคารใหม่ เป็นอาคาร 4 ชั้น มีพื้นที่ 8,824 ตารางเมตร เปิดให้บริการในเดือนตุลาคม พ.ศ.2522 ต่อมาอาคารสำนักหอสมุดเริ่มคับแคบ จำนวนที่นั่งสำหรับให้บริการไม่เพียงพอ  ประกอบกับสำนักหอสมุดมีเป้าหมายพัฒนาให้เป็นห้องสมุดอิเล็กทรอนิกส์ เพื่อสามารถขยายรูปแบบการให้บริการให้ทันสมัยยิ่งขึ้น  จึงได้มีการขยายอาคารโดยเชื่อมต่อกับอาคารเดิมไปทางด้านทิศใต้  เป็นอาคาร 5 ชั้น มีพื้นที่ 6,944  ตารางเมตร และได้เปิดให้บริการส่วนนี้ เมื่อวันที่ 4 มิถุนายน 2544  ดังนั้น ปัจจุบันสำนักหอสมุดมีพื้นที่ทั้งหมด 15,768 ตารางเมตร

     ในปี 2551 มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ได้เปลี่ยนสถานะเป็นมหาวิทยาลัยในกำกับของรัฐ มีการประกาศใช้พระราชบัญญัติมหาวิทยาลัยเชียงใหม่ พ.ศ.2551 เมื่อวันที่ 6 มีนาคม 2551 และตามประกาศมหาวิทยาลัยเชียงใหม่ เรื่อง การจัดตั้งส่วนงานของมหาวิทยาลัยเชียงใหม่ พ.ศ.2551 เมื่อวันที่ 9 มิถุนายน 2551 มีผลให้สำนักหอสมุดได้รับการประกาศเป็นส่วนงานอื่นตามโครงสร้างองค์กรมหาวิทยาลัยเชียงใหม่  ต่อมาในปี 2552  จึงมีการแบ่งหน่วยงานในสำนักหอสมุดใหม่ตามประกาศมหาวิทยาลัยเชียงใหม่ เรื่อง การแบ่งหน่วยงานภายในส่วนงานวิชาการและส่วนงานอื่น (ฉบับที่ 2) ลงวันที่ 28 กุมภาพันธ์ 2552  ประกอบด้วย 1 สำนักงานสำนัก 5 ฝ่าย คือ ฝ่ายบริการทรัพยากรสารนิเทศ ฝ่ายพัฒนาและจัดระบบทรัพยากรสารนิเทศ ฝ่ายห้องสมุดและสารนิเทศสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ฝ่ายห้องสมุดและสารนิเทศสาขาวิทยาศาสตร์สุขภาพ  และฝ่ายห้องสมุดและสารนิเทศสาขาสังคมศาสตร์และมนุษยศาสตร์

     ในปี 2553 ได้มีการแบ่งงานในสำนักงานสำนักตามประกาศมหาวิทยาลัยเชียงใหม่ เรื่อง การแบ่งงานในสำนักงานส่วนวิชาการและสำนักงานส่วนงานอื่น  ลงวันที่ 16 กรกฎาคม 2553 ประกอบด้วย  3 งาน ได้แก่ งานบริหารทั่วไป  งานการเงิน การคลังและพัสดุ และงานนโยบายและแผน สำหรับงานในฝ่ายทั้ง 5 ฝ่าย ยังคงแบ่งงานภายในตามประกาศสำนักหอสมุด เมื่อวันที่ 29 พฤษภาคม 2541 วันที่ 6 มิถุนายน 2543 และวันที่ 20 กรกฎาคม 2548

      ปัจจุบันสำนักหอสมุด ประกอบด้วย ห้องสมุดกลาง และห้องสมุดคณะต่างๆ รวมทั้งสิ้น 19 คณะ แบ่งการดำเนินงานออกเป็น 7 ฝ่าย และ 1 สำนักงาน คือ

- ฝ่ายจัดการทรัพยากรสารสนเทศ

- ฝ่ายบริการและส่งเสริมการเรียนรู้

- ฝ่ายสารสนเทศล้านนาและภาคเหนือ

- ฝ่ายเทคโลยีสารสนเทศห้องสมุด

- ฝ่ายห้องสมุดสาขาวิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

- ฝ่ายห้องสมุดสาขาวิชาวิทยาศาสตร์สุขภาพ

- ฝ่ายห้องสมุดสาขาวิชามนุษยศาสตร์และสังคมศาสตร์

- สำนักงานสำนัก