Eksplozija znanja, praćena ogromnim brojem informacija sadržanim u knjižnom i neknjižnom bibliotečkom materijalu nametnula je bibliotečkom svetu primenu metoda i sredstava automatske obrade, čuvanju i pretraživanju bibliotečke građe, integrišući poslovanje biblioteka i povezujući ih u mreže.

Godine 1985. Narodna biblioteka Srbije radi na studiji Uvođenje automatske obrade podataka u bibliotečko-informacionu delatnost Narodne biblioteke Srbije i mrežu biblioteka Srbije. Studija nije realizovana. Od 1987. Biblioteka pristupa projektu „Sistema naučnih i tehnoloških informacija Jugoslavije“ (SNTIJ), uključuje se u projektovanje i realizaciju programa za integrisano bibliotečko poslovanje, zasnovano na modelu uzajamne katalogizacije, a u okviru centralizovane računarske mreže. Usvojen je UNIMARC kao jedinstveni format za razmenu podataka i struktuiranje baze podataka i homogena mreža VAX-Digital računara kao tehnička podrška sistema.

Godine 1987. Biblioteka započinje sa katalogizacijom publikacija pred izlazak iz štampe, izrađujući za monografije kataloški zapis u publikaciji CIP – Cataloguing In Publication, obuhvatajući pretežan broj izdanja u zemlji.

Narodna biblioteka kupuje 1991. godine računar VAX-4000/300 i izgrađuje terminalsku mrežu obezbeđujući na taj način računarsku infrastrukturu. Elektronski katalog Narodne biblioteke Srbije razvija se od 1989. godine obuhvatajući svu novoprimljenu bibliotečku građu, te je doneta odluka da se obustavi izrada lisnih kataloga juna 1991. godine.

Koncepcija razvoja Sistema naučnih i tehnoloških informacija u Republici Srbiji (SNTIS), usvojena 1991. godine, otvara mogućnost razvoja kompjuterizovane bibliotečke mreže kao informatičke infrastrukture sistema.

Biblioteka rukovodi izradom projekta „Plan razvoja bibliotečke mreže SNTIS u toku 1992“ i učestvuje u realizaciji projekta u godinama koje slede. Istovremeno, znatna pažnja se povećuje upotpunjavanju informatičke ponude i to unapređenjem delatnosti Centra za naučne informacije i referalnu delatnost u okviru koga se realizuje sistem koordinirane nabavke stranih časopisa i baza podataka (KOORDI) i osniva multimedijalni centar za onlajn pretraživanje baza podataka na kompaktnom disku (CD-ROM).

Godine 1996, izvođenjem lokalne računarske mreže, računarska oprema Biblioteke je povezana u sistem i omogućen je pristup internetu sa svih raspoloživih platformi. Narodna biblioteka se približila realizaciji koncepta virtuelne biblioteke.

Centar za naučne informacije i referalnu delatnost preko Konzorcijuma biblioteka Srbije (KOBSON) obezbeđuje pristup elektronskim bazama časopisa. Najveći deo inostranih izvora naučnih informacija, bilo u elektronskoj bilo u papirnoj formi obezbeđuje se u Srbiji iz sredstava Ministarstva za nauku, tehnologiju i razvoj u okviru objedinjene nabavke. U savremenom bibliotekarstvu koordinacija delovanja najčešće ima oblik konzorcijuma srodnih bibliotečkih ustanova. Osnovni cilj organizovanja biblioteka na taj način je saradnja, radi ostvarenja veće efikasnosti i što povoljnijih uslova nabavke. U slučaju elektronskih izvora to se ogleda pre svega u obezbeđivanju većeg broja boljih i jeftinijih servisa zajedničkim nastupom, boljom informisanošću kao i stvaranju boljih uslova za praćenje i evaluaciju iskorišćenosti. Konzorcijum biblioteka Srbije za objedinjenu nabavku (KOBSON) radni je naziv novog oblika organizovanja biblioteka Srbije. U rad KOBSON-a uključene su sve biblioteke u naučnoistraživačkim ustanovama (univerzitetima, fakultetima, institutima). Za predstavnika u pregovorima (sa izdavačima, sa nadležnim ministarstvima), kao i za celokupno upravljanje sistemom, ovlašćena je Narodna biblioteka Srbije.

Projekat Retrospektivne konverzije, koji ima za cilj migraciju podataka iz tradicionalnih kataloga u elektronske, učiniće Biblioteku elektronskom, a korisnicima omogućiti elektronski pristup informacijama o svim njenim fondovima. Retrospektivna konverzija podrazumeva transformaciju lisnih i štampanih kataloga Biblioteke, takozvanih istorijskih kataloga, u elektronsku bazu podataka NBS, odnosno u onlajn katalog dostupan preko interneta širokom krugu korisnika u zemlji i inostranstvu. Konačan rezultat realizacije projekta biće potpuno automatizovan katalog Biblioteke, dostupan preko računara, na licu mesta i preko inerneta svim korisnicima na nacionalnom i internacionalnom nivou. Tek takav elektronski katalog odraziće u potpunosti ukupan fond NBS, koji broji 5 miliona jedinica građe najrazličitijeg formata i porekla.

Projekat Virtuelne biblioteke Srbije (VBS) počinje da se realizuje 2003. godine. Projekat VBS podrazumeva izgradnju sistema uzajamne katalogizacije sa centralnim elektronskim katalogom i mrežom biblioteka koju čine sve biblioteke u Srbiji. Od svih biblioteka u Srbiji, sa njihovim fondovima i katalozima, gradimo jednu, sveobuhvatnu, Virtuelnu biblioteku Srbije.

U prvoj fazi projekta formiran je elektronski uzajamni katalog sa preko 1.300.000 zapisa, od elektronskih kataloga Narodne biblioteke Srbije, Biblioteke Matice srpske, Univerzitetske biblioteke „Svetozar Marković” u Beogradu i Jugoslovenskog bibliografsko-informacijskog instituta. U sistemu uzajamne katalogizacije, u ovom trenutku, radi 125 biblioteka. To je osnova za izgradnju celovitog bibliotečko-informacionog sistema, kojim će se objediniti informacije o bibliotečkim fondovima u Srbiji sa informacijama i elektronskim dokumentima iz baza podataka na bilo kom od servera u sistemu. Čitaoci će moći preko interneta da pretražuju publikacije sa bilo koje tačke pristupa (bilo iz biblioteke, bilo od kuće) i dobiće informacije o traženoj publikaciji, bez obzira na to u kojoj se biblioteci ona nalazi.

Digitalna NBS je osmišljena 2002. godine; prve aktivnosti realizovane su kroz manje akcije, kao što je Srpska dečja digitalna biblioteka i kreiranje interne baze podataka za skenirane stranice dnevnog lista Politika. Godine 2004. usvojen je strateški dokument o prioritetima za digitalizaciju i osnovano je Odeljenje za razvoj Digitalne NBS, jedino takve vrste u zemlji. Početkom 2007, Digitalna NBS broji više od 100 onlajn dostupnih digitalnih zbirki, koje se mogu pretražiti. Neke od zbirki NBS dostupne su u i putem portala Evropske biblioteke i Europeane, dok su 4 zbirke OAI kompatibilne.

Od 2006, radi se i na konceptu i realizaciji „dubokog kataloga”, koji omogućava preuzimanje traženih publikacija u digitalnom formatu direktno iz bibliografskog zapisa u elektronskom katalogu, koji sadrži link ka digitalnoj interpretaciji opisanog sadržaja.