ساختمان کنونی کتابخانه حکیم ابوالقاسم فردوسی، تشریفات کاربری داشته و اتاق ضلع شرقــی آن که به تالار پذیرایی آرامگاه اختصاص داشته، فرش نفیسی به وسعـت ۳۷مترمربع کارخانه صابر مشهد، مفروش می کرده است. کتابخانه آرامگاه جنب این اتاق (تالار پذیرایی) قرارداشته و دارای ۹۰۰جلد کتاب بوده است. پس از گسترش آرامگاه فردوسی در سال ۱۳۴۶ با توجه به محدود بودن فضای این ساختمان فضایی به صورت ۲ طبقه جهت کتابخانه به آن افزوده می گردد که طبقه فوقانی آن به عنوان سالن مطالعه و طبقه زیرین به عنوان مخزن کتاب پیش بینی شده بوده است. به مرور با توجه به افزایش آثار و اشیاء موجود در مجموعه و بخصوص اشیائی که از کاوشهای شهر تاریخی توس به مجموعه افزوده شده است، ایجاد فضای تخصصی لازم جهت نگهداری از اشیاء مذکور اجتناب ناپذیر بود. از اینرو در این فضا تعمیراتی صورت پذیرفت تا با شرایط مطلوب تر و صحیحتر از اشیاء مجموعه حفاظت و نگهداری گردد.
سال ۱۳۹۲ با اهداء ۲۴۰۰ جلد کتاب ارزشمند از سوی دکتر اسلامی ندوشن و همسر ایشان سرکار خانم شیرین بیانی و همچنین ۳۷۵۱جلد کتاب از سوی جناب آقای نور نعمت الهی شرایط ایجاد کتابخانه تخصصی با محوریت شخصیت حکیم ابوالقاسم فردوسی، شاهنامه و منطقه تاریخی طوس فراهم شد. بدین ترتیب با توجه به آمادگی نسبی فضای موزه بزرگ، ظرف مدت یک ماه تمامی اشیاء تاریخی مخزن به محل جدید خود واقع در موزه بزرگ خراسان انتقال یافت و در مکان یادشده کتابخانه حکیم طوس همزمان با ۲۵ اردیبهشت ماه ۱۳۹۳ روز بزرگداشت حکیم ابوالقاسم فردوسی راه اندازی شد.