Експлозија знања, праћена огромним бројем информација садржаним у књижном и некњижном библиотечком материјалу наметнула је библиотечком свету примену метода и средстава аутоматске обраде, чувању и претраживању библиотечке грађе, интегришући пословање библиотека и повезујући их у мреже.

Године 1985. Народна библиотека Србије ради на Студији „Увођење аутоматске обраде података у библиотечко-информациону делатност Народне библиотеке Србије и мрежу библиотека Србије”. Студија није реализована. Од 1987. Библиотека приступа Пројекту Система научних и технолошких информација Југославије (СНТИЈ), укључује се у пројектовање и реализацију програма за интегрисано библиотечко пословање, засновано на моделу узајамне каталогизације, а у оквиру централизоване рачунарске мреже. Усвојен је UNIMARC као јединствени формат за размену података и структуирање базе података и хомогена мрежа VAX-Digital рачунара као техничка подршка система.

Године 1987. Библиотека започиње са каталогизацијом публикација пред излазак из штампе, израђујући за монографије каталошки запис у публикацији CIP – Cataloguing In Publication, обухватајући претежан број издања у земљи.

Народна библиотека купује 1991. године рачунар VAX-4000/300 и изграђује терминалску мрежу обезбеђујући на тај начин рачунарску инфраструктуру. Електронски каталог Народне библиотеке Србије развија се од 1989. године обухватајући сву ново-примљену библиотечку грађу, те је донета одлука да се обустави израда лисних каталога јуна 1991. године.

Концепција развоја Система научних и технолошких информација у републици Србији (СНТИС) усвојена 1991. године, отвара могућност развоја компјутеризоване библиотечке мреже као информатичке инфраструктуре система.

Библиотека руководи израдом Пројекта План развоја библиотечке мреже СНТИС у току 1992. и учествује у реализацији пројекта у годинама које следе. Истовремено, знатна пажња се повећује употпуњавању информатичке понуде и то унапређењем делатности Центра за научне информације и рефералну делатност у оквиру кога се реализује систем координиране набавке страних часописа и база података – КООРДИ и оснива мултимедијални центар за он-лине претраживање база података на компактном диску (CD-ROM).

Године 1996, извођењем локалне рачунарске мреже, рачунарска опрема Библиотеке је повезана у систем и омогућен приступ Интернету са свих расположивих платформи. Народна библиотека се приближила реализацији концепта виртуелне библиотеке.

Центар за научне информације и рефералну делатност преко Конзорцијума библиотека Србије (КОБСОН) обезбеђује wеб приступ електронским базама часописа. Највећи део иностраних извора научних информација, било у електронској или папирној форми обезбеђује се у Србији из средстава МНТР (Министарство за науку, технологије и развој) у оквиру обједињене набавке. У савременом библиотекарству координација деловања најчешће има облик конзорцијума сродних библиотечких установа. Основни циљ организовања библиотека на тај начин је сарадња, ради остварења веће ефикасности и што повољнијих услова набавке. У случају електронских извора то се огледа пре свега у обезбеђивању већег броја бољих и јефтинијих сервиса заједничким наступом, бољом информисаношћу као и стварању бољих услова за праћење и евалуацију искоришћености. Конзорцијум библиотека Србије за обједињену набавку (КОБСОН) радни је назив новог облика организовања библиотека Србије. У рад КОБСОН-а укључене су све библиотеке у научноистраживачким установама (универзитетима, факултетима, институтима). За представника у преговорима (са издавачима, са надлежним министарствима) као и за целокупно управљање системом овлаштена је Народна библиотека Србије.

Пројекат Ретроспективне конверзије који има за циљ миграцију података из традиционалних каталога у електронскe, учиниће Библиотеку електронском, а корисницима омогућити wеб приступ информацијама о свим њеним фондовима. Ретроспективна конверзија подразумева трансформацију лисних и штампаних каталога библиотеке, такозваних историјских каталога, у електронску базу података НБС-а, односно у онклајн каталог доступан преко Интернета широком кругу корисника у земљи и иностранству. Коначан резултат реализације пројекта биће потпуно аутоматизован каталог Библиотеке, доступан преко рачунара, на лицу места и преко Инернета свим корисницима на националном и интернационалном нивоу. Тек такав електронски каталог одразиће у потпуности укупан фонд НБС-а који броји 5 милиона јединица грађе најразличитијег формата и порекла.

Пројекат Виртуелне библиотеке Србије (ВБС) почиње да се реализује 2003. године. Пројекат ВБС подразумева изградњу система узајамне каталогизације са централним електронским каталогом и мрежом библиотека коју чине све библиотеке у Србији. Од свих библиотека у Србији, са њиховим фондовима и каталозима, градимо једну, свеобухватну, виртуелну библиотеку Србије.

У првој фази пројекта формиран је електронски узајамни каталог са преко 1.300.000 записа, од електронских каталога Народне библиотеке Србије, Библиотеке Матице Српске, Универзитетске библиотеке „Светозар Марковић” у Београду и Југословенског библиографско-информацијског института. У систему узајамне каталогизације, у овом тренутку, ради 125 библиотека. То је основа за изградњу целовитог библиотечко-информационог система, којим ће се објединити информације о библиотечким фондовима у Србији са информацијама и електронским документима из база података на било ком од сервера у систему. Читаоци ће моћи преко Интернета да претражују публикације са било које тачке приступа (било из библиотеке, било од куће) и добиће информације о траженој публикацији, без обзира у којој се библиотеци она налази.

Дигитална НБС осмишљена је 2002. године, прве активности реализоване су кроз мање акције, као што је Српска дечја дигитална библиотека и креирање интерне базе података за скениране странице дневног листа Политика. 2004. године, усвојен је стратешки документ о приоритетима за дигитализацију и основано је Одељење за развој Дигиталне НБС, једино такве врсте у земљи. Почетком 2007, Дигитална НБС броји више од 100 онлајн доступних дигиталних збирки, које се могу претражити. Неке од збирке НБС доступне су у и путем портала Европске библиотеке и Еуропеане, док су 4 збирке ОАI компатибилне.

Од 2006, ради се и на концепту и реализацији „дубоког каталога”, који омогућава преузимање тражених публикација у дигиталном формату директно из библиографског записа у електронском каталогу, који садржи линк ка дигиталној интерпретацији описаног садржаја.