Днем рождения медицинской библиотеки считается день, когда была сделана первая запись в инвентарной книге. Исходя из этих данных, библиотека медицинского факультета при МВЖК начала фактическое существование с 6 сентября 1906 г. При этом на Женских курсах уже имелась одна библиотека, которая к 1905 г. насчитывала 1700 томов. Первоначально  комплектование библиотек на МВЖК проводилось по факультетскому принципу и на основе создания филиалов в учебных кабинетах по специальностям. Покупались частные библиотеки, в частности профессоров Марковникова, Ростовцева, Цесарского и др. Фонды библиотеки пополняли дары ученых. Преподаватель А.О. Гатлих подарил курсам свою библиотеку, проф. К.А. Тимирязев передал несколько экземпляров книги «Жизнь растений». Кроме факультетских библиотек, существовали частные, скомплектованные курсистками. В дореволюционные годы такой библиотекой пользовались курсистки, внесшие плату за семестр в размере 40 копеек. Имели свои небольшие библиотеки научные кружки и землячества. В основу книжного фонда библиотеки медфака легли книжные коллекции частных лиц – врачей и ученых – П.Н. Бокова (видный поборник женского образования в России), Н.М. Сеченова, М.И. Шатерникова и др. Фонд библиотеки увеличивался благодаря пожертвованиям. Так, например в 1910 г. от ординатора 2-й горбольницы И.В. Комаревского поступили 105 книг, от вдовы врача М.Ф. Радкевич – 117. В 1912 г. библиотека медицинского факультета перешла в аудиторный корпус нового здания МВЖК на Малой Царицинской улице. В том же году после смерти известного невропатолога Спримана, а также популярного гинеколога Л.Н.Варнека библиотека получила 6 тыс. томов. Во главе библиотеки медицинского факультета до его преобразования во 2-й МГУ стоял проф. М.Н. Шатерников, контролировавший ее работу. В конце 1918 г. во 2-м МГУ были сформированы вспомогательные службы университета, в том числе состав библиотечных работников. По медфаку помощником библиотекаря была Г.А. Шмелева.

В декабре 1919 г. была избрана библиотечная комиссия 2- го МГУ во главе с проф. М.Н. Сперанским (позже проф. Б.К. Млодзиевским). Главным библиотекарем стал проф. Н.Д. Виноградов. 30 октября 1919 г. специальным распоряжением Наркомпроса была разрешена выдача книг из библиотеки на дом, «доступ в читальные залы университетских библиотек открыт для всех все время, пока открыты сами читальные залы». В 1919 г. книжный фонд библиотеки достиг 12 тыс. томов; через год была приобретена библиотека проф. Б.Л. Рейна, в 1923 г.  – директора госпитальной хирургической клиники С.Ф. Чижа. С 1924 г. начался отпуск денежных средств на регулярное приобретение книг. Тогда же произошло слияние 2-го МГУ и Московской высшей медицинской школы. В медицинскую библиотеку целиком влился фонд библиотеки МВЖК – 5000 книг. Дополнительно было отобрано 1800 медицинских томов из библиотеки издателя Маркса.

В 1930 г. когда из 2-го МГУ выделился 2-й ММИ, вся медицинская литература перешла библиотеке, которая стала называться Фундаментальной библиотекой 2-го ММИ. Библиотека помещалась в Педагогическом институте вместе с библиотеками двух других институтов и фонд насчитывал 25 тыс.томов. В 1936 г. библиотека переехала на Погодинскую улицу в теоретический корпус.

Когда в 1941 г. институт был эвакуирован, библиотека не работала. Часть книжного фонда была отправлена в г. Омск. В 1942 г. 1-й и 2-й мединституты были временно объединены, и их библиотеки вместе обслуживали оставшихся в Москве студентов и научных работников. По возвращении институтов из эвакуации библиотеки были снова разделены.

После войны количество читателей увеличилось (вместо четырех курсов стало шесть), книжные фонды росли с каждым годом. В 1953 г. штат библиотеки составил 23 человека. К 1962 г. фонд содержал 230 тыс. единиц хранения, библиотека обслуживала 5 тыс. читателей, книговыдача составляла 170 тыс. экземпляров.

В июне 1964 г. библиотека переехала в помещение общежития студентов педфака на улицу Добролюбова, д.11. Удаленность от института доставляла определенные трудности читателям. Фонды росли, требовалось новое помещение.

Летом 1984 года Фундаментальная библиотека переехала в новое здание на ул. Островитянова дом 1, где находится и поныне. Здание построено по индивидуальному проекту  и имеет форму куба. Стены библиотеки украшает монументальное произведение из смальтовой мозаики, посвященное медицине, являющееся самым большим в Европе современным мозаичным панно — более 2 тысяч квадратных метров. Панно «Исцеление человека» было создано двумя художниками — мужем и женой — Леонидом Григорьевичем Полищуком и Светланой Ивановной Щербининой. Решением Президиума Моссовета от 30 июля 1992 г. № 84 ему присвоен статус ценного объекта культурного наследия регионального значения. Мозаика с аллегорическими композициями (каждая размером 12x44 квадратных метра) "Исцеление", "Спасение", "Рождение" и "Надежда" занимает четыре стены библиотеки.

Общая площадь здания 9 700 кв. м. На 4-х этажах + цокольном этаже располагаются: отделы обслуживания учебной, научной и художественной литературой; отдел комплектования и учета фондов; отдел научной обработки документов, организации каталогов и справочно-библиографической работы; читальные залы, кворкинг-пространство; залы каталогов, электронный читальный зал. С 2018 года на 4-м этаже здания также располагаются обособленные структурные подразделения: мультипрофильный аккредитационно-симуляционный центр и отдел электронных образовательных ресурсов РНИМУ.

В 2012 году Фундаментальная библиотека была переименована в Научную библиотеку РНИМУ им. Н.И. Пирогова. Фонд Научной библиотеки  насчитывает более 800 тысяч единиц хранения. Ежегодно Научная библиотека обслуживает более 11 тысяч читателей, книговыдача составляет более 200 тысяч экз. в год.