大寮區因幅員遼闊，為普及教育提高文化水準，由前鄉長黃清福先生任內規劃籌建圖書館，經費來源為省政府、縣政府及鄉公所自籌配合款，於77年發包開工，78年落成開館正式啟用，館舍面積共約300坪(含前庭、停車場及地下室72坪)，復於92年獲文建會空間改造補助經費320萬元，進行館舍內部空間整體規劃裝修，於93年6月完工啟用。大高雄合併後，陳菊市長對圖書館十分重視，於101年8月1日為提供大寮區民眾更優質的閱讀環境，施作為期四個月的館舍修繕工程，於101年12月11日完工啟用至今。
地下室為自修室(可容納80人)，一樓為流通櫃檯、報章期刊區、資訊檢索區、書庫區、兒童室、哺乳室。二樓為閱讀區(可容納120人)、地方文化典藏室、多功能研習室、閱讀區。
大寮區是台灣高雄市西南方的一個市轄區，北毗鳥松區、大樹區，西鄰鳳山區、西南隔鳳山丘陵接小港區，南接林園區，東隔高屏溪鄰屏東縣屏東市萬丹鄉、新園鄉，目前人口約有11萬人，大寮區設立2間圖書館—即大寮分館及中庄分館(103年1月新開館)，營造大寮區優質閱讀氛圍。大寮區昔日是眷村的大本營，由於時代變遷，現已全數拆除或遺留部份殘缺瓦礫，大寮分館位於大寮區行政中心，主要館藏特色為當時眷村文化所殘留的歷史遺蹟，為保存昔日眷村文物，特於101年12月藉由空間改善工程，成立以眷村為主軸之地方文化典藏室，不但實務上有眷村文物並且展示有關眷村書籍供讀者借閱，成為本分館特色館藏。
本區地域屬性除了從幼稚園至大學（輔英科大、和春大學）之完整學制外，更融入男子與女子監獄，值是之故，本分館除了送書香至學校外，更推展閱讀『零距離』閱讀服務，打破以往傳統封閉式閱讀狀態，而送書香至監獄（6500冊），受到各界肯定與新聞媒體大幅報導。本分館利用圖書館年齡層自學齡前幼童至80歲以上高齡者比比皆是，其中青少年學生及中年國考生更是本分館主要讀者群，於考試之際更是座無虛席，寒暑假在開館前讀者已大排長龍等待開門。
本分館為舊館舍空間改造，雖然硬體設施獲得初步改善，惟軟體設備，例如:有些60-70年代陳年老舊書籍仍不乏其數約數千本；此外，館舍修護維繕、軟硬體設備更新、營造舒適優美環境，推動各項推廣業務均須有足夠業務經費來做後盾。希望透過在地企業及讀者認同支持市圖募款活動，贊助經費送一本書回故鄉，有道是取之大寮-回饋大寮。
館藏狀況：分館目前藏書量63,601冊，預計達到館藏82,681冊(增加19,080冊)。
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