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前身是创办于1928年浙江图书馆新民分馆儿童阅览室。当时订有6种[[儿童]][[杂志]]，藏书1326册，有阅览座位20个。1936年，扩大到可容百人阅览、藏书8000册的规模。1954年改称浙江图书馆儿童阅览室。1963年7月，少儿阅览室划归到 [[ 杭州图书馆 ]] ，更名为杭州图书馆儿童分馆。1982年1月单独建制，定名为杭州少年儿童图书馆，隶属于杭州市文化局。当时有藏书7万余册。位于杭州市解放路85号。[[建筑面积]]991平方米，其中书库201平方米，阅览室150平方米、座位100个，有视听设备及1辆图书流通车。1999年6月1日，主馆舍迁至西湖区曙光路75号。

2005年，与 [[ 美国 ]] 明德图书馆基金会合作，成立了浙江省首家公益性少儿英文图书馆明德英文图书馆。2018年5月14日，被[[中华人民共和国文化和旅游部|文化和旅游部]]评为国家一级图书馆。2019年7月16日，与上城区民政局在南宋御街合作成立“尚善之家”分馆。