Začetki Nacionalne knjižnice segajo v leto 1768, ko je bil na Portugalskem ustanovljen Kraljevi odbor za cenzuro (Real Mesa Censória). Knjižnica odbora je hranila začeten fond Kraljeve javne knjižnice dvora in kraljestva – ime, ki ga je 29. februarja 1796 z ustanovno listino dobila Nacionalna knjižnica. Knjižnica je za javnost odprta od 13. maja 1797.
Leta 1836 je bila knjižnica preseljena v prostore Samostana svetega Frančiška, ki niso omogočali primernih pogojev za hranjenje tako dragocene zbirke. Takrat se je knjižnica preimenovala v Nacionalno knjižnico v Lisboni. Leta 1969 je bila knjižnica končno preseljena v sedanjo stavbo, ki je bila namensko zgrajena za potrebe zaposlenih, uporabnikov in hranjenja gradiva.
Od ustanovitve je bilo glavno poslanstvo Nacionalne knjižnice zbirati, ohranjati in pospeševati širjenje ter raziskovanje pisne in tiskane nacionalne dediščine.
Prvi predpisi o obveznem izvodu iz let 1795 in 1805 so določali, da morajo vsi tiskarji v kraljevini knjižnici poslati po en izvod vsakega natisnjenega dela ne glede na velikost, obseg, temo ali druge lastnosti. Danes obvezni izvod ureja odlok 74/82, ki je v veljavi od 3. marca. Knjižnica je poleg obveznega izvoda gradivo pridobivala tudi preko nabave in darov ter tako skozi čas zbrala dokumente in tiskano gradivo, ki je nedvomno najbolj dragoceno v državi. Knjižnica tako hrani najbolj popolno zbirko portugalske bibliografije in kulture.
Kot znanstvena knjižnica Nacionalna knjižnica pretežno služi znanstveni skupnosti in posameznim raziskovalcem. Kot Nacionalna knjižnica ima temeljno vlogo v nacionalni informacijski infrastrukturi, skupnosti knjižnic in pri strokovnjakih. Odgovorna je za standarde s področij dokumentacije in informacijske znanosti, koordinira nacionalni vzajemni katalog in je še posebej aktivna pri sodelovanju med knjižnicami ter standardizaciji in promociji uporabe informacijske tehnologije v knjižnicah. Nacionalna knjižnica nudi širok spekter strokovnih storitev, kot je izobraževanje in svetovanje, bibliografski servisi, tehnične publikacije in knjižnične aplikacije, razvite na podlagi CDS/ISIS (UNESCO).