1927年，前清直隶提学使卢木斋先生捐资10万元兴建，翌年10月举行落成礼。南开大学图书馆拥有专门独立的馆舍，进入新的发展阶段。1937年7月，南开大学校园遭到日本侵略者轰炸，木斋图书馆被炸毁。南开大学南迁，先后参与组建长沙临时大学、西南联合大学。南开大学图书馆进入联合办馆时期。