李政道图书馆于2014年12月28日落成，由实体图书馆和“李政道数字资源中心”（http://tdLee.sjtu.edu.cn/）两大部分组成。李政道图书馆开创性地实现了包括图书馆、档案馆、博物馆、科技馆和艺术馆在内的“五馆合一”的功能定位。李政道图书馆面积5100平方米，分为地下一层，地上四层。地下一层为报告厅，有342个座位，可以举办各类学术会议及小型音乐会。地上第一层和第二层的部分区域为展厅，在“以天之语，解物之道”的陈展主题下，共分为“问道”“悟道”“传道”和“超弦”四个展区。第二层和第三层设有阅览座位，共计270个，三楼另设有书架区、画架区、诺贝尔角、科普区、李政道藏书房和赤子情等多个区域，画架区藏有科艺画作百余幅，藏书房内陈设有李政道先生位于上海宛平路旧居和中国高等科学技术中心办公室的家具20余件，书架上放置有李先生个人藏书1000余册。第四层为李政道先生办公室、CUSPEA之家和特藏书库，藏有各类李政道先生捐赠的珍贵档案藏品9万余件。