烏日分館，前身於民國71年啟用於舊址，但因藏書量不足一萬五千冊，直到民國75年間達到標準，始奉准命名為臺中縣烏日鄉立圖書館。因舊址館舍狹隘，爰另覓地重建新館，復於民國94年2月完工遷入現址，同年3月2日於現址落成啟用迄今，現址為地下一層、地上五層之獨棟大樓，總樓面積3112平方公尺，提供民眾完善的閱讀學習場域。於民國99年12月配合縣市合併，更名為臺中市烏日區圖書館，復於民國105年3月1日因應臺中市立圖書館成立，正式更名為臺中市立圖書館烏日分館。豐富的館藏、資訊設備、視聽設備，加上最新、最便捷的服務，烏日區的快樂讀書人，從此有了舒適的閱覽空間。
　　另為提供更舒適及友善的閱覽空間，於民國104年6月起進行閱讀環境改善工程，改善後之空間，落實了分齡分眾之閱讀區域，包括一樓為樂齡閱覽區、期刊報紙、新書展示區及主題書展區。二樓為嬰幼兒閱讀區、兒童閱覽區及多元文化區。三樓為中西文圖書區、臺中學專區及鐵道文化特色館藏區。四樓為青少年閱覽區、電腦網路區、討論室及小團體視聽區。五樓為自修室及研習室。於民國105年5月31日起重新開館使用，歡迎多加利用。

※星期二~星期六 8:30至21:00
   星期日        8:30至17:30
 ※星期一及國定例假日休館

烏日分館之館藏特色係以｢鐵道文化｣為代表。烏日在60年代初，周遭散布著許多農業的田園小村，這些小村都以烏日為中心，烏日舊車站也很微妙地扮演著一個向台灣出發，回到家園的入口，充滿生命交織的鐵道車站，有著遊子的故事及你我的鄉愁回憶。烏日內有高鐵臺中站、臺鐵新烏日站、烏日站、成功站，及發展中的捷運，鐵道在烏日具有時代變遷及繁榮的重要角色，烏日分館的鐵道文化特色館藏有著連結地方的發展與情感...。

    烏日分館於三樓特專闢一區為鐵道文化特色館藏區，深受許多鐵道迷及民眾的喜愛，典藏包含鐵道相關歷史、文學、旅遊等等相關藏書約180冊，歡迎大家蒞臨。