Проект большого комплекса из 6 зданий разработали в 1927 – 1929 годах архитекторы В. Г. Гельфрейх и В. А. Щуко. В середине 1930-х годов в здание Библиотеки имени Ленина был встроен наземный вестибюль одноименной станции московского метрополитена.

Здание библиотеки построено в неоклассическом стиле. Просторные колоннады, портики, массивный стилобат в основании – отсылают нас к древнегреческим храмам. Украшают фасад бронзовые барельефы с изображением Архимеда, Коперника, Галлилея, И. Ньютона, М. В. Ломоносова, Ч. Дарвина, А. С. Пушкина, Н. В. Гоголя. В интерьерах использованы мрамор, бронза и дерево. В 1987 году Российская государственная библиотека получила статус объекта культурного наследия регионального значения.

Экскурсанты поднялись по парадной лестнице, прошли в читальный зал № 3, окна которого выходят на Кремль. Его площадь составляет 1208 квадратных метров, а высота потолков достигает 10 метров. Читальный зал спроектирован по типу залов для коронации в европейских дворцах. Помещение рассчитано на 464 посадочных места. Кроме того, зал знаменит тем, что в нем снималась сцена из фильма «Москва слезам не верит» с героиней Ирины Муравьевой Людмилой.

Деревянные элементы интерьера читального зала со временем потемнели. На стеновых панелях, дверцах шкафов, пилястрах вздулся шпон, на поверхности образовались трещины, царапины и сколы, лаковое покрытие потрескалось или стерлось. На дверном портале были утрачены фрагменты резьбы. С дубового паркета стерся лак, а на втором ярусе плашки рассохлись и местами отклеились.

В январе 2018 года после масштабной реставрации читальный зал открылся для посетителей. Сергей Чернышев рассказал, что специалисты удалили загрязнения и старое лаковое покрытие с деревянных поверхностей, затем восполнили трещины и сколы и покрыли новым слоем лака. Заменили стекла на дверцах шкафов, а также воссоздали по единственному сохранившемуся образцу 15 утраченных декоративных накладок на замочные скважины. Уцелевшие петли и ручки очистили от загрязнений и устранили механические повреждения.