沈阳体育学院图书馆始建于1954年。新校区图书馆位于新校区交通轴、景观轴的交汇点，总建筑面积达14878平方米，建筑风格独特，环境宽幽雅静，是学校的标志性建筑。

沈阳体育学院新图书馆于2007年3月正式对读者开放，投入使用。现设有办公室、流通阅览部、采编部、技术部、参考咨询部5个部门，有6个纸质资源阅览室（分别为体育教育阅览室、文学艺术阅览室、自然科学阅览室、社会科学阅览室、综合阅览室、期刊阅览室）和1个多媒体阅览室，共有阅览、自习座位1420个。

图书馆现有纸质图书总量（统计数据截止至2018年8月31日）84.47万册，电子图书24.6万册，馆藏图书结构以教育、体育学科为主，医、经、文、管多学科协调发展，目前已经形成馆藏实体资源与网络虚拟资源相互补充的文献格局。购买各类在线数据库5个，分别为CNKI学术期刊全文数据库及中国优秀硕博士学位论文全文数据库、读秀学术搜索、万方数据知识服务平台、中国体育咨询网、运动科学全文数据库（EBSCO SPORTDiscus with Full Text）,供读者查阅、利用文献信息。

图书馆的文献资源较好地满足了学校的本科教学、训练及科研工作的需求，起到了较好的支持和保障作用，2001年被辽宁省教育厅高等学校图书情报工作委员会评为“先进图书馆”。2016年被全国体育院校图工委评为“2016年全国体育院校图书馆先进集体”。