Die Herzogin Anna Amalia Bibliothek, kurz HAAB, wurde 1691 als “Herzogliche Bibliothek” von Herzog Wilhelm Ernst in Weimar gegründet. Anlässlich des dreihundertjährigen Jubiläums im Jahr 1991 erhielt sie den Namen der Herzogin Anna Amalia, die ihre größte Förderin war. Berühmt ist ihr ovaler und über drei Geschosse reichender Rokokosaal. Die Herzogin Anna Amalia Bibliothek ist eine Forschungsbibliothek für Literatur- und Kulturgeschichte mit besonderem Schwerpunkt auf der deutschen Literatur von der Aufklärung bis zur Spätromantik. Seit 1998 gehört sie als Teil des Ensembles Klassisches Weimar zum UNESCO-Welterbe. 2003 wurde die Fördergesellschaft Gesellschaft Anna Amalia Bibliothek (GAAB) in Weimar gegründet.
Am Abend des 2. September 2004 brach ein Brand im Dachstuhl des Hauptgebäudes aus, der im zweiten Geschoss des Rokokosaales von der Feuerwehr gestoppt werden konnte. Während des Brandes wurden aus dem Gebäude ca. 28.000 Bücher gerettet, darunter eine Lutherbibel von 1534. 50.000 Bände sind als Totalverlust zu verbuchen, darunter neben tausenden Büchern auch 35 Gemälde aus dem 16. bis 18. Jahrhundert. Rund 62.000 Bände sind durch Löschwasser und Brand zum Teil stark beschädigt worden. Betroffen sind somit zwei Fünftel der Drucke bis 1850. Der materielle Schaden am Bücherbestand wurde auf 67 Mio. Euro geschätzt. Bereits in der Brandnacht wurden die ersten wassergeschädigten Bücher zur Gefriertrocknung in das Zentrum für Bucherhaltung Leipzig gebracht, in den folgenden Tagen auch die aus dem Brandschutt geborgenen, zum Teil stark verkohlten und feuchten Codices. Die Bücher wurden, nach Schadensklassen sortiert, bis 2015 restauriert. Die Wiederherstellung des Bibliotheksgebäudes wurde im Sommer 2007 abgeschlossen. Am 24. Oktober 2007, dem 268. Geburtstag der namensgebenden Herzogin Anna Amalia und dem Tag der Bibliotheken, wurde die Bibliothek durch den Bundespräsidenten Horst Köhler wiedereröffnet. Die Kosten für die Sanierung des Gebäudes betrugen 12,8 Millionen Euro. Eine Ausstellung unter dem Titel Es nimmt der Augenblick, was Jahre geben widmete sich diesem Wiederaufbau.
Nach dem Umzug in das neue Magazin wurden am 5. Februar 2005 die Freihandbereiche des neuen Studienzentrums für die Bibliotheksbenutzer geöffnet. Zentrum ist der sogenannte Bücher-Kubus. In den Freihandbereichen im und um den Bücher-Kubus werden mehr als 100.000 Medien frei zugänglich und systematisch geordnet angeboten. Im Jahr 2006 wurde der von den Weimarer Architekten Hilde Barz-Malfatti und Karl-Heinz Schmitz realisierte Erweiterungsbau der Herzogin Anna Amalia Bibliothek mit dem Thüringer Staatspreis für Architektur und Städtebau ausgezeichnet.
Die Forschungsbibliothek verfügt über einen Bestand von etwa 1 Mio. Bänden: Der Sammlungsschwerpunkt liegt auf der deutschen Kultur- und Literaturgeschichte zwischen 1750 und 1850. Zu den Kostbarkeiten gehören auch etwa 2.000 mittelalterliche und frühneuzeitliche Buchhandschriften (darunter ein karolingisches Evangeliar aus dem 9. Jahrhundert als ältestes Buch im Bestand) und 427 Inkunabeln. Hervorzuheben sind umfangreiche Sammlungen von Flugschriften aus der Reformationszeit, von Stammbüchern und Bibeln – darunter die beim Brand gerettete erste Gesamtausgabe der Lutherschen Bibelübersetzung von 1534 –, 10.000 historische Landkarten und 27 Globen sowie die weltweit größte Faust-Sammlung zur historischen Person Faust und zu künstlerischen Gestaltungen des Faust-Stoffs. Geschlossen aufgestellt sind auch die Bibliotheken der Familie von Arnim, Liszts, Nietzsches, des Weimarer Büchersammlers Haar und der Deutschen Shakespeare-Gesellschaft. Die Privatbibliothek Goethes in seinem Wohnhaus am Frauenplan wird ebenfalls von der Herzogin Anna Amalia Bibliothek verwaltet.