大同市圖書館新館占地面積8733平方米，是由美國哈佛大學建筑系主任科恩教授與北京市建筑設計研究院合作設計的。2010年9月6日開工建設，圖書館總建筑面積2萬多平方米，占地面積8733平方米，地上四層，建筑高度24米，地下一層，層高6米。圖書館東鄰文瀛湖濕地公園，南鄰規劃路，西鄰美術館，北鄰大劇院，館內設借閱區、書籍收藏儲存區、咨詢服務區、公共及輔助區域、技術區、書本加工區、行政辦公區、后勤部門八個區域，設計藏書約為100萬冊，可以同時容納5000名讀者進行閱讀。