Die Herzogin Anna Amalia Bibliothek ist eine der ersten öffentlich zugänglichen Fürstenbibliotheken in Deutschland und bewahrt die Buchbestände auf, mit denen Wieland, Goethe, Herder, Schiller und viele andere gearbeitet haben.

Nach einer Vorgeschichte, die bis ins Jahr 1552 zurückreicht, begann 1691 unter Herzog Wilhelm Ernst von Sachsen-Weimar der zielgerichtete Ausbau der Herzoglichen Bibliothek. Zunächst war sie in drei Räumen des Residenzschlosses untergebracht.

Eine größere öffentliche Wirkung konnte die Herzogliche Bibliothek jedoch erst in einem eigenen Gebäude entfalten, das ab 1766 zur Verfügung stand. Herzogin Anna Amalia ließ das »Grüne Schlösschen« aus dem 16. Jahrhundert zur Bibliothek umbauen. Das Haus er­hielt im ersten Stockwerk einen repräsentativen Büchersaal mit zwei Galerien im Stil des späten Rokoko. Das Sammelspektrum war von universaler Breite: Geschichte, Kunst und die europäische schöne Literatur waren besonders stark vertreten. Bedeutende Kunstwerke gehören bis heute zur Ausstattung. 1797 wurden die beiden Staatsminister Johann Wolfgang Goethe und Christian Gottlob Voigt mit der Oberauf­sicht über die Bibliothek betraut. Die Weimarer Bibliothek rückte damals in die Reihe der bedeu­tendsten Bibliotheken in Deutsch­land auf und besaß im Jahr 1832 bereits 80.000 Bände.

Im späteren 19. Jahrhundert verlangsamte sich die Entwicklung der Bibliothek. 1919 erfolgte die Umbenennung in Thürin­gische Landesbiblio­thek. 1969 wurde das traditions­reiche Haus mit der kleineren Insti­tutsbibliothek der Na­tionalen Forschungs- und Ge­denk­stätten der klas­sischen deutschen Literatur in Weimar unter deren Namen, nämlich Zentralbiblio­thek der deut­schen Klassik, ver­einigt. Seit dem dreihundertjährigen Jubiläum im Jahr 1991 trägt sie den Namen der Herzogin Anna Amalia als ihrer größten Förderin.

Am 02. September 2004 zerstörte ein verheerender Brand im Historischen Bibliotheksgebäude die oberen Stockwerke einschließlich der Kunstwerke und Bücher. 2005 wurde das lange vor dem Brand geplante neue Studienzentrum einschließlich des Tiefmagazins fertiggestellt. 2007 wurde das sanierte Bibliotheksgebäude durch den Bundespräsidenten wiedereröffnet.

Der Bestand umfasst etwa 1 Millionen Bände, darunter ca. 200.000 aus der Zeit vor 1850. Die Bibliothek versteht sich heute als Forschungsbiblio­thek für Literatur- und Kulturge­schichte mit Schwerpunkt auf der Zeit um 1800.

Teile der Bestände stammen aus dem Privatbesitz des ehemals regierenden Großherzoglichen Hauses Sachsen-Weimar und Eisenach.