Am 24. April 2006, nach Jahren der aufwendigen Schaffung der nötigen Baufreiheit inmitten eines geschlossenen Karrees, wurde der Grundstein gelegt. Unterhalb des Lesesaals entstand ein zweigeschossiges, 3.000 Quadratmeter umfassendes Tresormagazin für die wertvollsten Bestände, etwa für die musikalischen Handschriften von Bach, Beethoven und Mozart; die Magazine für den „normalen“ historischen Druckschriftenbestand wurden erstmals seit einhundert Jahren mit einer Klimatisierung ausgestattet, der gesamte Gebäudeflügel wurde generalsaniert – doch vor allem entstand – für 80 Millionen Euro – ein transluzenter Glaskubus, ein beeindruckender neuer Lesesaal mit 250 Arbeitsplätzen und 130.000 Bänden Freihandliteratur. 35 mal 30 Meter beträgt die Grundfläche, 36 Meter ragt der Lesesaal mit seiner „Außenhaut“ aus thermisch verformtem Spezialglas in den Himmel über Berlin.
Am 19. März 2013 wurde der neue Allgemeine Lesesaal wie auch der Rara-Lesesaal, mithin der Lesesaal für seltene und wertvolle historische Bücher, feierlich eröffnet. 600 Gäste lauschten den Ausführungen des Festredners, des Vizepräsidenten des Deutschen Bundestages, Wolfgang Thierse, der sich an die „eher dunklen Räume“ der über Jahrzehnte hinweg provisorischen Lesesäle in der Deutschen Staatsbibliothek erinnerte, in denen er als Student der Humboldt-Universität in den sechziger Jahren in Berlin (Ost) „viele Stunden meines Lebens zugebracht“ habe. Die Generaldirektorin der Bibliothek, Barbara Schneider- Kempf, gab ihrem Wunsch Ausdruck, der neue Lesesaal möge seine alte innere Größe wiederfinden und neuerlich zu dem werden, was er einstmals, vor dem Krieg, gewesen sei: der vertrauteste und beliebteste Treffpunkt des intellektuellen Berlins. Zwei Tage darauf, am 21. März 2013, erfolgte dann die Eröffnung des Lesesaals für die Leserinnen und Leser und somit
die Aufnahme des eigentlichen Benutzungsbetriebs. Die „Kathedrale des Wissens“, so Hermann Parzinger, Präsident der der Bibliothek übergeordneten Stiftung Preußischer Kulturbesitz, erfreut sich seither täglich wachsender Beliebtheit: aufgrund der im Lesesaal einzusehenden Sammlungen von Weltrang wie auch aufgrund des modernen, in warmen Orangetönen gehaltenen Ambientes.