大同分館於民國56年3月開館服務，改建及遷址後，現址於民國75年6月24日啟用迄今。座落於大同區重慶北路3段318號，分屬地下1樓及地上1樓，館舍面積約882坪，交通便利，到館利用讀者頗多，提供大同區及鄰近縣市民眾一處汲取新知及休閒的好場所，又係高速公路下交流道後的停靠站，提供旅客暫憩的休息點，共享圖書館書香。

※週二~週六 8:30~21:00　週日~週一 9:00~17:00 ※兒童室 　週二~週六 9:00~18:00　週日~週一 9:00~17:00 ※國定假日及每月第一個星期四為圖書整理清潔日休館

本分館除提供一般性服務外，又館址位於台北市立啟聰學校旁，特訂定館藏特色－特殊教育，以聽障資料為主，藉以加強對聽障讀者之服務品質。