本分館座落於人文薈萃，風景秀麗的木柵地區，為本館文山區第四所分館。館址設於萬壽路上，與政治大學、國關中心、大誠高中、萬興國小等學術單位相鄰。本分館於83年7月完工後，即以所在區里為館名；內部設有閱覽室、兒童室、自修室及視聽室等。於同年10月3日由市長主持開館，正式加入臺北市立圖書館為民服務的行列。為提供更優質的閱覽環境，於106年12月至107年5月進行館舍整修工程，並於5月19日重新開放。

※週二~週六 8:30~21:00 ※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

萬興分館因鑑於兩岸關係往來日益密切，其所衍生的問題亦日趨複雜，民眾對大陸相關資訊需求甚殷，又因鄰近國關中心，為方便讀者同時可查找相關資料，故於83年10月3日本分館成立後，乃著手蒐集大陸相關報導及兩岸關係之相關資料為館藏特色，提供一般市民使用，主題內容包含：大陸經貿、政治法律、文化教育等圖書資料、期刊、小冊子、剪輯資料及網路資源等。