1937 metų kovo 15 dieną Lietuvos švietimo ministras, remdamasis „Valstybinių viešųjų bibliotekų įstatymu“, įsteigė 64 valstybines viešąsias bibliotekas, tarp jų ir antros eilės biblioteką Palangos mieste.
Palangos valstybinė viešoji biblioteka pradėjo veikti balandžio 15 dieną. Jos pirmuoju vedėju buvo paskirtas poetas Butkų Juzė. Knygas bibliotekai komplektavo Švietimo ministerija. Lėšų knygoms įsigyti skyrė miesto savivaldybės taryba. Biblioteka pradėjo dirbti, turėdama 1860 knygų. Skaitytojai už naudojimąsi biblioteka turėjo mokėti 10 Lt užstatą ir 50 ct abonentinį mokestį. Moksleiviams ir kariškiams užstato mokėti nereikėjo. Už laiku negrąžintas knygas skaitytojai turėjo mokėti po 10 ct už kiekvieną pavėluotą dieną. Bibliotekoje buvo 50 vietų skaitykla, bet dėl lėšų stokos periodinių leidinių buvo prenumeruojama nedaug. Naudojimasis skaitykla buvo nemokamas.
1940 metais prasidėjusi sovietinė okupacija, 1941 metais užgriuvę Antrasis pasaulinis karas bei vokiečių okupacija nualino biblioteką. Ji buvo perkelta į blogesnes patalpas, kiekviena valdžia „valė“ bibliotekos fondus. Pasibaigus karui, biblioteka darbą atnaujino tik 1946 metais. Fondai buvo komplektuojami per įsikūrusį Bibliotekų kolektorių. Pokario metais biblioteka buvo ypatingai politizuota.
1952 metais mieste įkurta Vaikų biblioteka. Viešosios bibliotekos patalpos po truputį plėtėsi, bet bibliotekos materialinė padėtis buvo skurdi – patalpos buvo menkai šildomos, trūko baldų, nebuvo vandentiekio, tualeto.
1975-1980 metais Lietuvos bibliotekų tinklas buvo centralizuojamas. Palangoje įkurtos bibliotekos poilsio namuose „Linas“ ir „Gintaras“. Bet centralizacija kurorte nebuvo įvykdyta.
Palangos miesto bibliotekos kolektyvas dirbo profesionaliai, biblioteka tapo svarbia kultūros įstaiga mieste. Gerai sukomplektuotas fondas, ypač gausus profesionalaus lygio renginių skaičius, malonus skaitytojų aptarnavimas kėlė bibliotekos reikšmę mieste. Rudens ir žiemos metu biblioteka aptarnaudavo vietinius gyventojus, o šiltuoju metų laiku tekdavo atlaikyti didžiulius atvykusių poilsiauti skaitytojų srautus. Vasaromis didesnė dalis skaitytojų buvo rusakalbiai, todėl bibliotekoje buvo sukaupta daug leidinių rusų kalba.
Atgavus Nepriklausomybę, prasidėjo kokybiškai naujas bibliotekos darbo etapas – iš tradicinės bibliotekininkystės pamažu buvo pereinama prie šiuolaikinių technologijų įsisavinimo. 1996 m. balandžio 12 dieną Palangos miesto savivaldybė, vykdydama Lietuvos kultūros ministro įsakymą, pakeitė bibliotekos pavadinimą į „Palangos miesto savivaldybės viešoji biblioteka“.
1992 metais biblioteka persikėlė į naujas patalpas. Buvo peržiūrėtas knygų fondas, nurašyti politizuoti ir moraliai pasenę leidiniai.
Buvusi Vaikų biblioteka tapo viešosios bibliotekos vaikų literatūros skyriumi, nes savivaldybė nesugebėjo išsaugoti jos patalpų. 1996 metais į naujas patalpas persikėlė Šventosios biblioteka – Palangos viešosios bibliotekos skyrius.
Nuo 2000 metų Palangos viešoji biblioteka įsitraukė į Lietuvos integralios bibliotekos informacinės sistemos kūrimą (LIBIS). Prasidėjo bibliotekos procesų kompiuterizavimas, darbuotojai išmokyti dirbti kompiuterizuotomis programomis, įvestas interneto ryšys. Šį projektą biblioteka įgyvendino kartu su Kultūros ministerija ir miesto savivaldybe.
Šiandien Palangos viešoji biblioteka profesionaliai aptarnauja skaitytoją, pasitelkdama į pagalbą knygų fondą, periodiką, elektronines duomenų bazes, kompiuterinius katalogus, internetą. Skaitytojams nuolat rengiamos literatūros, dailės, foto parodos, knygų pristatymai, susitikimai su žymiais žmonėmis, konferencijos ir kt.