Η πρώτη βιβλιοθήκη στην Ηλιούπολη δημιουργήθηκε το 1956. Αρχικά λειτούργησε με τη μορφή σωματείου και είχε την επωνυμία «Λαϊκή Βιβλιοθήκη Ηλιουπόλεως». Το έργο που προσέφερε για εννέα χρόνια στηρίχθηκε αποκλειστικά σε δωρεές και συνδρομές τόσο των μελών της όσο και απλών πολιτών.
Το 1964 ιδρύεται Κοινοτική Βιβλιοθήκη, στην κατοχή της οποίας περιήλθε η συλλογή της Λαϊκής Βιβλιοθήκης. Το 1978 μετονομάζεται σε "Δημοτική Βιβλιοθήκη Ηλιουπόλεως".
Το 1993 ενοποιείται με το Πολιτιστικό Κέντρο σε ενιαίο Νομικό Πρόσωπο Δημοσίου Δικαίου, με το οποίο και συστεγάζονται μέχρι σήμερα.
Το 2011 το Νομικό Πρόσωπο συγχωνεύεται με τον Αθλητικό Οργανισμό και πλέον η Βιβλιοθήκη αποτελεί υπηρεσία του Ν.Π.Δ.Δ. "Πολιτιστικός Αθλητικός Οργανισμός Δήμου Ηλιούπολης (Π.Α.Ο.Δ.ΗΛ.) - Γρηγόρης Γρηγορίου".
Από τις αρχές του 2013, στεγάζεται μαζί με τα γραφεία του Τμήματος Πολιτισμού, στην οδό Νικομάχου 18, στο κτήριο του ΟΤΕ, στην κάτω Ηλιούπολη.

Δείτε στο παρακάτω video αναλυτικά τις υπηρεσίες της Δημοτικής Βιβλιοθήκης: