Відповідно до Постанови бюро Ровенського обкому КП(б) 3 лютого 1940 року було засновано обласну бібліотеку для дорослих у м. Ровно. Організатором і першим директором був Мина Романович Блажко. Штат бібліотеки, що складався з місцевої інтелігенції, у вересні 1940 року був підсилений за рахунок молоді, яка прибула після закінчення Харківського бібліотечного інституту та технікуму. Обслуговування читачів розпочалося в кінці квітня 1940 року. Книжковий фонд формувався з конфіскованих видань приватних бібліотек, бібліотеки князів Любомирських, міського музею, польської гімназії, польської бібліотеки вчителя, повітового відділу молодіжної освітянської бібліотеки, поліцейської бібліотеки.
У передвоєнний період бібліотечний фонд налічував 30000 примірників, які у більшості були знищені під час війни. 2,5 тис. документів, що уціліли, зберігаються в бібліотеці і нині. Серед них література XVIII-XIX ст., рідкісні твори друку з усіх галузей знання, а саме: з природознавства, медицини, історії, літературознавства, мистецтва, також література іноземними мовами, прижиттєві видання В. Скотта, О. де Бальзака, В. Теккерея, В. Гюго.
Робота бібліотеки відновилася у жовтні 1944 року після звільнення обласного центру від німецько-фашистських військ.
2 жовтня 1945 року директором був призначений О.С. Польохін – випускник Харківського державного бібліотечного інституту, фронтовик, який перебував на цій посаді 27 років. На той час у бібліотеці було створено три відділи: обробки літератури, абонемент і читальню. Як і в довоєнний період, в бібліотеці працювало шість працівників.
З 1960 року книгозбірня стала державною обласною науковою бібліотекою універсального профілю, центральним книгосховищем вітчизняних творів друку, рукописів, літератури іноземними мовами, науково-методичним центром державних масових бібліотек, базою обласного управління культури по координації та кооперуванню діяльності бібліотек усіх систем і відомств на території Рівненщини. Штат бібліотеки становив 26 працівників, обслуговувалось 10 тис. читачів, фонд нараховував 219,8 тис. примірників книг.
Обласна книгозбірня, починаючи з перших повоєнних років, розміщувалася у приміщенні по вул. Червоноармійській, 17 (нині вул. С. Петлюри). У 1990 році споруда занесена до числа пам’ятників архітектури Рівного. Проте вже у 70-ті роки XX століття площа була тісною для фонду та розвитку книгозбірні. Бібліотека отримала додаткові приміщення на проспекті Миру та проспекті Ворошилова.
У 1981 році (директор В.П. Зініна) бібліотека отримала нову чотириповерхову будівлю площею 5 тис. кв. м. в центрі міста (пл. Короленка,6).
Бібліотека мала сучасну розгорнуту структуру обслуговування читачів: абонемент, спеціалізовані читальні зали, відділи іноземної літератури, краєзнавчої літератури і бібліографії, редакційно-видавничий відділ, сектор статистики і контролю із столом довідок, лекційну залу. У різні роки книгозбірня отримувала від 18 до 25 тис. назв книг щорічно.
З 1986 року Рівненську державну обласну бібліотеку очолює Валентина Петрівна Ярощук, кандидат історичних наук, заслужений працівник культури України, доцент РДГУ.
У нових соціально-економічних умовах діяльність бібліотеки набула нового змісту. З підприємствами, установами, організаціями були укладені угоди про співпрацю, згідно з якими працівники бібліотеки проводили Дні інформації, Дні спеціаліста, готували довідки та інформаційні списки літератури. У бібліотеці працював відеоклуб, гуртки з вивчення іноземних мов. У відділах обслуговування були створені читацькі клуби за інтересами: «Краєзнавець», «У світі прекрасного», «Співрозмовник», університет «Здоров’я нації» тощо, які діють і розвиваються до сьогодні.
Протягом 1990-1991 років на базі Рівненської ОУНБ діяла республіканська школа передового досвіду з питань управління формуванням бібліотечних фондів.
У 1990 році започатковано впровадження нових автоматизованих технологій. РДОБ має бібліотеку електронних документів, а також найстарішу в Україні бібліографічну базу даних: електронний каталог, який почав формуватися з 1991 р., електронну картотеку статей, розпочату у 1993 р.
На базі інформаційно-бібліографічного і краєзнавчого відділів створено Регіональний інформаційний центр (РІЦ), в якому підтримується і надається користувачам інформація з електронного каталогу. У секторі акумуляції та створення інформаційних ресурсів "Регіонального інформаційного центру" формується частина електронного каталогу, а саме: аналітичний розпис з періодичних видань, створюється база даних бібліографічних описів краєзнавчих документів, регіональна БД рішень обласної та міської рад та розпоряджень обласної адміністрації, готуються актуальні тематичні списки вебліосторінок.
У 2003 році придбано нове програмне забезпечення ІРБІС, розпочато перехід на формування ЕК в новому програмному забезпеченні. У ІРБІС конвертовані "старі" бази даних. ІРБІС дозволяє виставити ЕК бібліотеки в Інтернет.
В сучасних умовах Рівненська державна обласна бібліотека надає читачам різноманітні електронні послуги: безкоштовний доступ до мережі Інтернет, а також бездротовий доступ – WiFi.
Бібліотека має і свої власні продукти в Інтернеті: Регіональний інформаційний портал: Рівненщина (http://irp.rv.ua), а також три сайти: веб-сайт Рівненської державної обласної бібліотеки (http://libr.rv.ua), сайт «Історична Волинь» (http://istvolyn.info), сайт «Освітній навігатор» (http://navigator.rv.ua).
У відділі обслуговування документами іноземними мовами діє комп’ютерний ресурсний центр «Вікно в Америку» за підтримки Посольства США в Україні. В рамках ресурсного центру працює «English Club».
Посольство США в Україні підтримало також створення навчально-інформаційного комп’ютерного центру «Інтернет-Окуляр» для людей з вадами зору.
Для осіб з обмеженими потребами бібліотека видає інформаційний бюлетень "Інва.net".
Бібліотека є центром наукових досліджень з питань бібліотекознавства, бібліографознавства та книгознавства.
Важливою ділянкою РДОБ є інформаційно-бібліографічна, видавнича діяльність. Бібліотекою укладаються та видаються фундаментальні науково-допоміжні, поточні, тематичні, покажчики. В серіях «Дослідники Рівненського краю» та «Славетні земляки» випускаються біобібліографічні покажчики. Видаються також збірки з питань історії та сьогодення бібліотечної справи Рівненщини, методичні матеріали на допомогу в роботі бібліотек, досвіди роботи, т. ін.
РДОБ як методичний центр бібліотек області здійснила у складі методичної Ради трьох обласних бібліотек (для юнацтва і дітей) експеримент по об'єднанню публічних і шкільних бібліотек у сільській місцевості. Провідним напрямком методичної роботи є впровадження автоматизованих технологій в практику роботи бібліотек регіону.
Бібліотека має близько сорока партнерів у своїй діяльності. Бере участь у конкурсах різних донорських організацій. За останні роки РДОБ виграно близько 25 конкурсів, завдяки чому отримано кошти, які були вкладені у матеріальне та інтелектуальне забезпечення бібліотеки.
Сьогодні бібліотека займає вагоме місце у інформаційному просторі регіону, її ресурсний потенціал у задоволенні запитів основних категорій користувачів є високим та конкурентоспроможним.
Фонди бібліотеки складають 561 тис. документів різними мовами. Передплачується близько 290 назв періодичних видань.
Щороку бібліотеку відвідують 41 тис. користувачів. Книговидача становить понад 812 тис. примірників видань. Щоденне відвідування складає близько 600 користувачів. Штат бібліотеки – 102 працівники.