二十年代初，館舍駐兵，藏書收遭浩劫。後館舍又充作省教育廳廳址，館務停辦。結束了圖書館雛形的建設時期。1928年10月，省教育廳長程時圭派侯鑒、謝大祉、姚大霖在原址籌辦省立圖書館。1929年元旦恢復開館，定名福建圖書館。同年8月，易名福建省立圖書館。 由此走向比較規範、正常的發展階段。該館直屬教育廳。館長壹人，由教育廳委托。下設總務、登記編目、出納、閱覽、典藏5股。事務主任1人，館員十余人。設置普通閱覽室、雜誌閱覽室、兒童閱覽室、民眾閱覽室、閱報室、革命文庫。每天開館9小時，其中晚上3小時。閱報室從早8點至晚10點。 在南臺設立巡回圖書館。藏28605冊。月經費1400元。 建立《福建省立圖書館遠程》和各項規則。館舍為舊式老屋三進改建而成，面積334平方丈。可供500人閱覽。
至1935年，機構改設總務、征集、編目、典藏、閱覽、袋釘6股。藏書70951冊。人員17人。建立圖書館見習員制度，培育人才。 設立圖書交易介紹所和雜誌小說流通部。年閱覽216185人次，借出119224冊次。1936年12月兼設民眾學校，由館員執教。
1938年春，遷沙縣，借姜家、範家、徐家三祠為館址，設三個閱覽所，在永安設流通書站。設采編部、閱覽部、研究輔導部、特藏部、總務部。
1938年底，藏書30841種，102593冊，借閱234499人次。1941年12月統計，人員21人，藏書87127冊，月經費28320元。這壹時期，尤其在陳鴻飛（齊魯大學文學士、武昌文華圖書館學專科畢業）館長主持下，看重型開展學術研究和業務輔導工作。自編“圖書分類法”，舉辦政幹團縣圖書館館長培訓班，編輯出版“圖書館學小叢書”和《學林》，重視二次文獻工作，組織省立圖書館讀者教會，向全省發出征購閩誌啟事，並向全省各縣立圖書館贈送書刊48種。這些機構的設置和業務的動作，為發揮省立圖書館各項功能和後來的發展打下基礎。
1945年11月遷回福州東街原址。據1947年8月統計，藏書10 萬條冊，人員19人，月經費63000元。及閱覽1200余人次，3300余冊次。這壹時期，薩兆寅館長主持館務，重點抓推廣、輔導、研究和地方文獻工作。設立文化服務室、索引室、本省資料室、研究室，開辟珍本特藏、地方特藏、本省人著作特藏、名家藏本特藏；編貼館報，舉辦學術討論、展覽；開展本省專史、目錄學和金石研究；編印館藏書目，重印《福建通誌》，出版館藏鄉賢蓍作未刊稿本；附設高級圖書館科職業學校等。各項業務初具規模，逐步起到本省唯壹全民文化知識機構的作用。
從三十年代至四十年代，歷任館長有謝大祉(1928)、陳鳴則(1930)、黃翼雲(1930)、王孝總(1934)、王勖(1940)、劉誠(1940)、陳鳴飛(1941)、張貽惠(1942)、熊耀球(1942)、薩兆寅(1944-1967)。
1949年8月17日後，軍管會文教部接管福建省圖書館。據統計， 藏書106455冊，人員編制10人，館舍面積814平方米，書庫面積150平方米，特藏室面積94平方米。1952年改名省人民圖書館。1953年正式為福建省圖書館。
五、六十年代，福建省圖書館在藏書、人員、館舍、業務、機構、規章制度各方面進行壹毓的改造、調整、充實、拓展，形成全面繁榮發展局面。重點為黨的中心工作、普及科學文化知識和科學研究服務，同時加強館外鎏通、業務輔導、館際協作、參考咨詢、古籍整理、地方文獻和二次文獻工作，抓好基礎業務建設。先後增設推廣部、古書部、增辟紅旗閱覽室、專門閱覽室（福建資料室、善本室、古書參考室、內部資料參考室）、福建歷史人物專架、閩人著作專架、福建革命鬥爭史專架，中文外借圖書全開架，送書下鄉、下廠、下工地，建立輔導協作網，輔導普及全省基層圖書室。尤其是1957年及其後，貫徹中央“向科學進軍”的戰略決策，在省科委支持下，建立書目參考部(後改為外文部) ，實行外文科技閱覽室、外文書、刊閱覽室，突出為科研服務，實際起著“科技圖書館”據1959年上半年統年統計，藏書558654冊，借閱282155人次， 43891冊次。1958年開館時間每天曾達13小時以上。1964年，藏書755739冊，其中線裝書218787冊，到館277979人次，借閱 826810冊次。發外借證4536個。有閱覽座500個。1965年，館舍面積5373平方米，藏書773219冊， 人員48人。
1966年8月至1968年下半年，堅持開放報紙閱室與毛澤東思想學習室，其他均閉館。1970年後逐步恢復開放。至1972年底，各項業務已正常開展。據1977年10月統計，館舍面積8141平方米，藏書1258356冊， 年經費151000元，人員76人。設有采編、閱覽、外文、參考、業務5組及辦公室。
1978年館舍擴大為10998平方米，藏書140萬冊；年借閱25萬人次，50 萬冊次。1980年底藏書達161529冊。
1977年12月開辟科技資料閱覽室，加強情報服務工作；1982年改部室制，增設報刊部、書目參考部、研究輔導部、特藏部；1984年改為館長負責制，先後增設現代技術部、直轄市部和圖書館學研究室，開始著手圖書館自動化建設和加強學術研究，以適應改革開放形勢發展的需要。其後在管理人事制規章制度、服務模式、人員使用等進行毓改革，加強讀者服務、信息咨詢服務、館際協作和自我形象宣傳。1982年起衽招聘人才。加強圖書館學專教育，增加人才投資。同年9月衽每周開館82小時，為全國之冠。敞開發放借書證。據1984年統計，福建省圖書館藏書總數在全國各省、市、自治區館中位列第16，年經費和建築面積均位列第12；書刊流通人次位列全國第3，僅次於上海、天津；購書費位列全國第3，僅次上海、江蘇；閱覽座席位列全國第5。
至1989提，藏書236.5萬冊，發借書證35390個，年借閱46.6萬人次，143.3萬冊次。閱覽鷹席650個。人員174人，其中高級專業職務4人， 中級專業職務26人。
進入九十年代，重點崗位責任制，深化業務基礎和館風館貌建設，提高服務質量和業務層次。1992 年6 月改為黨總支領導下的館長負責制。1995年10月，湖東路新館啟用，建築面積22500平方米，閱覽座席900個，設計藏書總量330萬冊。由此逐步建立起包括信息咨詢、多媒體閱覽、 因特網站、視聽、縮微、計算機檢索、電腦培訓、外借圖書計算機管理、數據庫開發等比較完善的現代化綜保服務體系。設有報紙、現刊、過刊、綜合、社科圖書、科技圖書、港臺圖書、專題圖書、中文工具書、外文、電子文獻、視聽、縮微、古籍與地方文獻等閱覽室，學生自修廳、展覽廳、報告廳、多功能廳，中文圖書第壹、二、三外借處、外文外借處，以及芳草書社、百花刊社、少年兒童圖書館、汽車圖書館WWW信息服務網， 3月啟動福建省公***圖書館信息資源***建工享服務網和福建省地區聯合編目中心的建設。
從1979年至1998年間，福建省圖書館不僅設置了采編、閱覽、外借、報刊、特藏、典藏、書目參考、外文、自動化、視聽、縮微、研究輔導、直轄市各部和辦公室、少兒館，以用牧業、人事教育、財務、保衛科，完善了目標管理運行機制，而且在圖書館學會活動、圖書館學函授、電大教育、崗位培訓、規範化業務建設、計算機管理、公***圖書館咨詢網絡、書目工作、資源***享、圖書情報單位協作和館際協調等方面都起著全省圖書館的龍頭或中心的作用。
據1998年底統計，藏書250萬冊，年入藏中外文期刊7000多種， 報紙500多種；人員226人（其中正高2人，副高11人，中級64人）；年經費943萬元；年借閱719652人次，1502089冊次。***發中文條碼借書證23216個，外文借書證10574個。每周開館73小時。
從1949年至1999年50年間，先後擔任館長或主要負責人（黨支部書記、黨總支書記）的有薩兆寅（至1967年）、於國成(1959)、黃秀儀(1965)、謝莫京(1970)、葉鑒惠(1981)、李聯明(1984年兼)、姜繼(1985)、沈揚(1989)、謝水順(1992年6月起)、鄭壹仙(1992年6月起）。