В 2011 году эксплуатация здания Национальной библиотеки УР была запрещена по требованию прокуратуры в связи с нарушением требований пожарной безопасности. Через 8 лет началась капитальная реконструкция здания, на которую из федерального бюджета было выделено 482 млн рублей. Работы планировалось завершить к маю 2021 года, но открытие библиотеки для посетителей состоялось лишь 16 сентября. Общая площадь застройки составила более 8900 квадратных метров – библиотека полностью преобразилась, а площадь помещений библиотеки после реконструкции увеличилась вдвое.
На фасаде, исторический облик которого удалось сохранить, появился барельеф с надписью: «Национальная библиотека Удмуртской Республики», а также балюстрада. Кардинальные изменения коснулись и внутренних помещений. В здании обновили потолки и пол, на втором этаже отреставрировали читальный зал. Установлены лифт для посетителей, книгоподъемники, обеспечена инфраструктура для гостей с ограниченными возможностями здоровья.
Кроме того, к зданию пристроен новый шестиэтажный корпус. В нем расположились конференц зал, отдел редких и ценных документов, арт-центр, мобильный офис и книгохранилище на 1,5 млн экземпляров. В этом блоке будут использовать автоматическую систему пылеудаления и климат-контроль, что позволит создать оптимальные условия для хранения книг.
В библиотеке появилась литературная галерея, детская комната для самых юных читателей и многое другое. Церемония торжественного открытия Национальной библиотеки Удмуртской Республики состоялась 16 сентября 2021 года.