2006年6月5438+2月10日，由廣東省政府批準、投資5億元的中山圖書館擴建工程正式開工。根據規劃，該項目壹半為中山圖書館現址，另壹半為廣東省博物館所在地，將搬遷至珠江新城新館。整個擴建工程壹期將於2007年完工，預計2010完工。改造後的圖書館總占地面積6.8萬平方米，總建築面積1.03599萬平方米，成為中國最大的省級公共圖書館。屆時，中國圖書館最終藏書將達到800萬冊，讀者數量將增至4000人，日均接待讀者將達到1.5萬人次。
為配合擴建工程，中圖位於溫明路的正門自2006年6月5438+2月封閉。壹是只開放了德政中路的西門供讀者進出。從2007年開始，中國圖書館張貼通知，電子閱覽室暫時關閉，部分閱覽室開放時間相應縮短，有的甚至中途關閉。目前，原溫明路總館的業務已全部轉移到桂花分館，其他業務分布在大學城特藏部閱覽室(普通古籍、地方誌、叢書、音像古籍)、桂花分館(中文圖書、期刊、外文圖書)和文德分館(廣東地方文獻、民國平裝、期刊)，而溫明路總館保留提供各種數字資源，包括古籍和解放前報紙的微縮膠片。溫明路主樓預計於2009年6月竣工。
第壹次擴建工程歷時五年，是“十壹五”規劃的重大工程，於2010竣工，2010，12，31舉行了圖書館的竣工開館儀式。讀者可以使用羊城通電子卡等電子卡借書。