Центральная городская библиотека с книжным фондом в 200 экземпляров открыла свои двери для читателей 01 января 1947 г. (решение № 1429 исполкома Липецкого городского Совета депутатов от 21 ноября 1946 г.) на ул. Ильича, 16. Первым директором её стала Г. Ф. Антифеева. 22 апреля 1962 г. библиотека переехала в новое помещение на проспект Мира, 5. В нём разместились абонемент, читальный зал, отдел комплектования и обработки, методико-библиографический отдел, центральное книгохранилище, передвижной фонд, детский отдел. Главной задачей было: довести книгу до каждого жителя города. С этой целью совершались подворные обходы: переписывали население, делали картотеку районов.
В 1966 г. одной из первых ЦГБ приняла участие во всероссийском эксперименте по централизации библиотек. Для обеспечения липчанам доступа к фонду всех городских библиотек были созданы сводные каталоги; отрегулировано качественное докомплектование библиотечным коллектором и с помощью услуги «Книга – почтой», по которой доставка шла не только из России, но и других республик СССР. Одним из интересных начинаний ЦГБ стала организация пунктов выдачи в сферах обслуживания: магазинах, парикмахерских, ателье, автобаз.
В 1967-1986 гг. ЦГБ возглавляла С. Е. Ляхова, заслуженный работник культуры РСФСР (в 2014 г. её именем названа улица в Липецке). Под руководством специалистов Государственной библиотеки имени В. И. Ленина и Публичной библиотеки имени М. Е. Салтыкова-Щедрина вместе с коллегами из ЦГБ разрабатывались и совершенствовались положения об отделах ЦГБ, о библиотеке-автомобиле, другие инструкции, регламентирующие деятельность ЦБС.
В 1970 г. в ЦГБ зарождаются первые клубы: «Диво» (дискуссии, интересные встречи, общение), клуб любителей искусств, клуб молодых специалистов «Призвание».
В 1974 году на базе ЦГБ состоялось Всесоюзное совещание по централизации. За опытом приехали коллеги из разных уголков СССР – Украины, Туркмении, Узбекистана, Бурятии, Урала, Сибири и Дальнего Востока, Центра России.
В годы перестройки (1987-1995) на фоне неустроенности российской стабильности социокультурная роль ЦГБ как центра информации, формирования интеллектуального потенциала заметно возрастает. Началась компьютеризация ЦГБ, формировались фонды нетрадиционных носителей информации: аудио-, видеодокументов, электронных изданий, а также создавался электронный каталог, БД «Край», «Периодика». Организована Школа передового опыта по использованию фондов, где особое внимание уделялось работе с незаслуженно забытыми книгами, перераспределению отраслевой литературы согласно картотеке экономического профиля. Новое звучание получили библиотечные клубы. Они собирали большие аудитории, чтобы обсудить журнальные новинки, за которыми выстраивались очереди. Выдавали журналы только на одну ночь. Клуб «Дубль-3» по телефону участвовал во всероссийских отборочных блицтурнирах «Что? Где? Когда?».
С 1995 по 2004 год в ЦГБ продолжилась компьютеризация; приобретались копировальные аппараты, магнитофоны, телевизоры, видеокамеры и другая оргтехника.
В 2002 г. Центральная городская библиотека справила новоселье, переехав из помещения в 600 м2 в прекрасно отремонтированное двухэтажное здание площадью около 2000 м2 с новой мебелью, компьютерным залом.
С 2004 г. деятельность ЦГБ рассматривается в трёх направлениях: коммуникация, реклама, продукт. Вместе с пользователями библиотек, общественностью и городскими властями под руководством заслуженного работника культуры Липецкой области В. В. Якимович за 17 лет ЦГБ удалось реализовать более 100 социально-значимых проектов по продвижению книг и чтения, по внедрению новых информационных технологий. В ЦГБ открыт музей редкой книги, насчитывающий 870 изданий второй половины XIX – первой половины XX века; миниатюрные книги; с автографами выдающихся личностей, писателей, краеведов. Раскрыл двери музей С. А. Есенина – наследство почётного гражданина Липецка В. И. Синельникова, реконструированного в 2021 г. на средства президентского гранта. Среди экспонатов – макет дома Есениных и предметы быта из села Константиново, фотодокументы, посмертная маска поэта, письма родственников Есенина В. И. Синельникову, книги Есенина и о нём, в том числе, пять прижизненных изданий поэта, два из которых являются книжными памятниками федерального значения.
ЦГБ вышла на авансцену культурной жизни. Она переживает реновацию: её переформатируют, придумывают внутри библиотечных залов новые, модные пространства – в общем, библиотеку делают «крафтовой». Теперь это – не просто книгохранилище, это ещё и синергия лектория, мастерской, выставочных центров, мест для общения и обучения. Здесь учат активировать собственный потенциал жителей.
В 2007 г. за большую плодотворную работу и в связи с 60-летием основания ЦГБ награждена почётным знаком «За заслуги перед городом Липецком».
В 2009 г. ЦГБ присваивают имя С. А. Есенина, что позволило ей приобрести нестандартное лицо.
Расширяется количество её партнёров из числа некоммерческих организаций, с которыми реализуются проекты: по оказанию бесплатной юридической помощи; по работе собственников жилья с управляющими компаниями; по обучению компьютерной грамотности и пользованию планшетом и смартфоном; социально-культурной реабилитации людей с ограниченными возможностями здоровья, ветеранов, неформальному общению молодёжи. ЦГБ организует книжные арт-фестивали – «Ш.К.А.F.», «День добрых сердец», «Фестиваль читающих семей»; спортивно-просветительские и экологические проекты. Проводятся региональные этапы Чемпионата России по чтению вслух среди старшеклассников «Страница’ 19 и 20», «Живая классика». Библиотека участвует в городских просветительских мероприятиях. Устраивает встречи с известными российскими и зарубежными авторами – Захаром Прилепиным, Полиной Дашковой, Андреем Жвалевским и Евгенией Пастернак, Жаклин Сильвестр и др.
ЦГБ становится переговорной площадкой для местного сообщества, что позволяет выдвигать общественно значимые инициативы и вести равноправный диалог с органами власти, способствует развитию социальной активизации населения и успешной реализации задуманного. Курсы иностранных языков, скорочтения, компьютерной грамотности; высадка литературного сада – всё это результат проведённого диалога.
Проводятся библиотечные форумы с приглашением ведущих специалистов регионов России, ближнего и дальнего зарубежья, а также горожан: Липецкие библиотечные чтения (2007– 2016), вебинары, неконференции.
Сегодня ЦГБ обладает универсальным книжным фондом около 55 тыс. экз. Здесь внедрена автоматизированная книговыдача. Предоставляется более 8500 пользователям бесплатный доступ к электронным библиотекам «ЛитРес», «Университетская книга», Национальной электронной библиотеке, а также к полнотекстовым базам данных (СПС «КонсультантПлюс», «Гарант»). Внедрены: доступ к электронному каталогу, продление и бронирование книг в режиме онлайн через портал муниципальных библиотек, информирование о новинках по электронной почте. Библиотека открыта для общения и в сети Интернет: помимо портала ЦБС, у нёё есть группы и странички в соцсетях. В 2019 году здесь открылись: молодёжная VR-студия и зал литературы non ficnion. В арт-холле – выставочная деятельность, знакомящая с культурным наследием региона и России.
В 2021 г. ЦГБ стала победителем национального проекта «Культура». Из федерального бюджета на её модернизацию выделили 10 миллионов рублей. Есенинка займётся городоведением. Для липчан обновленная библиотека станет культурным пространством новой формации.
За 75 лет Есенинка накопила ценные традиции и опыт. Стала победителем региональных, всероссийских и международных конкурсов по ведущим направлениям деятельности. Труд многих библиотечных специалистов, которые развивали и двигали ЦГБ вперёд, оценен правительственными и региональными наградами.
