کتابخانه آیت‌الله بروجردی به همراه مسجد اعظم قم ساخته شده و در محوطه حرم حضرت معصومه(س) قرار دارد. این کتابخانه دارای هفت هزار و 96 عنوان نسخه خطی، هشت هزار عنوان نسخه چاپ سنگی، ۲۰۰ عنوان کتاب چاپ سربی نفیس و بیش از 660 نسخه مصور، رساله‌های عملیه و کتاب‌های درسی جدید در دوره قاجار است و تولیت آن به عهده سید محمدجواد علوی بروجردی، نوه آیت‌الله سید حسین بروجردی بوده و اداره آن به عهده مدیریت حوزه علمیه قم است.

تاریخچه‌ای از تاسیس کتابخانه
آیت‌الله بروجردی که دو دهه پایان زندگی‌اش هم‌عصر با محمدرضا پهلوی در منصب شاهی بود، توجه ویژه‌ای به توسعه اماکن مذهبی، مدارس علمیه، کتابخانه‌ها و چاپ کتاب‌های دینی داشت، تا آنجا که روزهای بسیاری را به روزه گذرانده بود تنها برای جمع‌آوری کتاب. شاه نیز احترام بسیاری برای او قائل بود. محمدعلی گرامی در خاطراتش درباره احترام شاه به آیت‌الله بروجردی می‌گوید:
“شاه یک مرتبه به عیادت آقای بروجردی در بیمارستان آمد و خیلی خاضعانه مقابل آقای بروجردی نشست. او به منزل آقای بروجردی در قم هم آمد . سال 1323 بود كه آقای بروجردی به قم وارد شد و چند سالی گذشته بود كه شاه به منزل آقای بروجردی آمد( شاید هم سال 1326 بود). من آن موقع صبح زود داشتم به مدرسه ای واقع در محله ی عشقعلی می رفتم كه دیدم شاه دارد بر میگردد و عده معدودی كه متوجه شده بودند، آنجا ایستاده بودند. شاه در یك ماشین بود و دو، سه تا ماشین هم همراهش بود. یك نفر هم كه از طایفه ی برقعی های قم بود و من می شناختم، برای شاه شعار داد و گفت : ” سلامتی شاهنشاه جوانبخت، صلوات !». به هر حال، خیلی برای آقای بروجردی احترام قائل بودند، چون شاه ضعیف بود و آقای بروجردی هم كه مرجع شده بود، معتقد بود كه باید فعلاً این حكومت را تقویت كرد، چون تنها نظامِ شیعه دنیاست و الان هم ضعیف است. قوای متفقین هم تازه رفته بودند ولی حكومت ایران هنوز قوام نیافته بود و ایشان نمی خواست حكومت مركزی ضعیف شود و مملكت دچار هرج و مرج گردد.» (خاطرات محمدعلی گرامی، انتشارات مركز اسناد انقلاب اسلامی،صص 132-133)

در دوران حیات آیت‌الله بروجردی، مسجد اعظم قم، مدرسه آیت‌الله بروجردی، مدرسه نجف اشرف، مدرسه علمیه کرمانشاه، کتابخانه‌ای در نجف اشرف و نیز کتابخانه‌ای در کرمانشاه ساخته شد. سالن مطالعه کتابخانه مدرسه فیضیه با در اختیار گذاشتن بخشی از فضای مسجد اعظم توسعه یافت. با اهدای هزاران جلد کتاب از طرف او به کتابخانه‌های حوزوی بر غنای آن‌ها افزوده شد.

آیت‌الله بروجردی قصد داشت کتابخانه‌ مستقلی را در شهر قم بنا کند، اما موفق نشد. پس از تکمیل بنای مسجد، فضلای حوزه پیشنهاد کردند؛ برای مسجد کتابخانه‌ای در نظر گرفته شود. مؤسس از این پیشنهاد استقبال کرده و تصمیم گرفت این بنا را با تأسیس کتابخانه‌ای تکمیل کند.

نیمه شعبان 1379ه.ق (23 بهمن 1338 یعنی 14 ماه قبل از رحلت آیت‌الله بروجردی) دستور تأسیس کتابخانه‌ بزرگ عمومی مسجد اعظم را صادر و از معمار مسجد، حسین لرزاده خواست تا محلی را برای کتابخانه مسجد، در نظر بگیرد؛ فضای در نظر گرفته شده حدود 132 مترمربع بود. امروزه محل مذکور با حفظ ساختمان اولیه در سر در اصلی ضلع غربی مسجد واقع شده که سال 1386 بازسازی شد و از آن به عنوان راهرو ورودی مسجد استفاده می‌شود.

قبل از افتتاح رسمی کتابخانه، بهره‌برداری از آن، نیمه شعبان سال 1380ه.ق (برابر با 13 بهمن 1339) آغاز شد. پس از آماده شدن ساختمان کتابخانه، مؤسس، کتاب‌هایی را به کتابخانه اهدا و آیت‌الله دانش آشتیانی را به‌ عنوان سرپرست انتخاب کرد. كتاب‌های اهدایی مرحوم آیت‌الله مقدس اصفهانی نیز بعدها به کتابخانه منتقل شد.

روز نیمه شعبان علما، فضلا و عموم مردم برای افتتاح کتابخانه جمع شده بودند که صبح همان روز حادثه‌ای برای آیت‌الله بروجردی پیش آمد و منجر به دررفتگی پای چپ و شكستگی استخوان شست پای او شد. به‌ خاطر این حادثه، آیت‌الله بروجردی نتوانست در مراسم حاضر شود و افتتاح كتابخانه به روز جمعه هفتم شوال موکول شد. صبح روز جمعه در حالی که همه منتظر مؤسس کتابخانه بودند، خبر رسید که آیت‌الله بروجردی به عارضه قلبى دچار شده و مراسم برگزار نمی‌شود. چند روز بعد آیت‌الله بروجردی در اثر این عارضه رحلت کرد و موفق به افتتاح کتابخانه نشد.

15 روز پس از ارتحال آیت‌الله بروجردی(تاریخ 27 شوال 1380 ه‌.ق مطابق با 25 فروردین 1340) کتابخانه با حضور حجت‌الاسلام‌والمسلمین سید محمدحسن بروجردی، فرزند آیت‌الله بروجردی به‌طور رسمی افتتاح شد. اکنون نیز نوه آیت‌الله بروجردی؛ سید محمدجواد علوی بروجردی آن را اداره می‌کند.