У 2020 р. НБУВ здійснювала дослідження за такими науковими напрямами:

• теоретичні, методичні та інформаційно-технологічні проблеми управління знаннями в бібліотеках і формування фондів та бібліотечних баз знань, інтеграція та використання інформаційних ресурсів;
• розвиток національного інформаційного простору;
• вивчення, збереження і видання рукописної, книжкової та документальної спадщини України;
• створення національної бібліографії та біобібліографії, розвиток української біографістики;
• проблеми розвитку інформаційного суспільства, глобальної інформатизації та соціальних комунікацій, інформаційної безпеки України.

Виконувалося 9 відомчих науково-дослідних фундаментальних та прикладних тем, 3 наукових проекти завершено.