Budova národní knihovny leží v tallinské čtvrti Tõnismägi. Vznikla mezi lety 1985 až 1993 podle projektu architekta Raine Karpa a interiérového návrháře Suleva Vahtry. Pětipodlažní objekt se dvěma podzemními patry drží do dnešních dnů primát největší knihovny v Pobaltských zemích. V budově knihovny je umístěno 20 čtenářských sálů se 600 čtenářskými místy, velký konferenční sál, divadelní sál a mnoho dalších výstavních prostorů. Depozitáře jsou navrženy tak, aby mohly pojmout 5 miliónů svazků. Všechny knihovní sklady jsou vybaveny regály s vzduchotechnikou a náležitým opatřením pro ochranu dokumentů.