La Biblioteca está ubicada en la zona norte de la Ciudad de México, a un costado de la antigua estación de ferrocarriles en Buenavista, y es una muestra de la arquitectura contemporánea, construida en acero, concreto, mármol, granito, madera y vidrio.
El edificio se edificó en un terreno de 37 mil 692 metros cuadrados; tiene una construcción de más de 44 mil metros cuadrados y consta de 3 edificios alineados con seis niveles cada uno.
El recinto se inauguró en mayo del 2006, y ofrece acceso gratuito a servicios bibliotecarios y a diversas actividades culturales; pone a disposición del público lector un acervo bibliográfico integrado por 600 mil libros clasificados mediante el sistema internacional Dewey. Además, cuenta con colecciones de material multimedia, infantil, en sistema Braille y música. Su colección general y de consulta se encuentra distribuida en más de 40 mil metros lineales de estantería de acero colgante abierta a todo el público.
Cuenta con el servicio de préstamo de libros en sala y a domicilio, así como préstamo gratuito de computadoras con acceso a Internet.
En el exterior del edificio se puede disfrutar de un espacio verde en el que se encuentran casi 60 mil ejemplares de 168 especies arbóreas, arbustivas y herbáceas. Este jardín tiene una extensión de 26 mil metros cuadrados.
Al interior de la biblioteca se encuentra la obra "Matrix Móvil" del artista plástico Gabriel Orozco, quien intervino una estructura ósea de ballena gris en una pieza icónica que se ha convertido en icono de la biblioteca. Matrix Móvil fue expuesta en el Museo de Arte Moderno de Nueva York en el 2009.
La Biblioteca Vasconcelos de la Secretaría de Cultura, también brinda acceso gratuito a diversas expresiones culturales y artísticas, como exposiciones, conferencias, conciertos, obras de teatro, danza, talleres, cursos, presentaciones de libros, actividades académicas, narraciones orales y cine.