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。