V Sloveniji so po koncu druge svetovne vojne začele delovati številne nove ustanove, ki so imele vlogo s svojo dejavnostjo prispevati k hitrejši povojni obnovi in razvoju države. Septembra 1945 je bila izdana uredba o ustanovitvi okrožnih študijskih knjižnic. Njihov namen je bil »nuditi oblastvom in ustanovam priročno strokovno knjižnico, društvom pa pripomočke za kulturno delo, dajati znanja željnim sredstva za izobraževanje in znanstveno delovanje ter zbirati slovstveno, zgodovinsko in narodopisno tiskano in rokopisno gradivo, ki se tiče okrožja.« Študijskim knjižnicam je bila tako dodeljena pomembna kulturna, izobraževalna in znanstvena vloga.
Študijska knjižnica v Celju je bila ustanovljena 1. marca 1946 z odredbo Ministrstva za prosveto LR Slovenije. Njen ravnatelj je postal slavist Vlado Novak. Novi knjižnici z regijskim značajem so bili dodeljeni prostori v pritličju Stare grofije na Muzejskem trgu. Njena najpomembnejša naloga je bila zbiranje knjižničnega gradiva, njegovo urejanje in izposoja zainteresiranim polnoletnim uporabnikom – zlasti učiteljem, študentom in raziskovalcem. Dostop do strokovne literature je bil v času, ko še ni bilo na voljo drugih virov znanja in informacij, ključen za razvoj šolstva in znanosti. Posebna pozornost je bila namenjena tudi pridobivanju in hranjenju pisanega in tiskanega domoznanskega gradiva s širšega celjskega območja.
Prvotni knjižnični fond je bil skromen, saj je bilo med vojno veliko število slovenskih knjig načrtno uničenih in jih je bilo zato težko nadomestiti. Prve knjige in časopise so pridobili z darovi iz gimnazijske knjižnice ter knjižnic iz Ljubljane in Maribora. Zbirko je dopolnilo še gradivo iz avstrijskega Muraua, kamor je bilo med okupacijo odpeljano večje število slovenskih knjig, in knjige iz zbirnega centra. Začetni fond je z nakupom novih knjig in pridobitvijo knjig iz t. i. obveznega izvoda v enem letu z 8.000 narasel na 20.000 enot gradiva.
Uporaba knjižnice in izposoja knjig sta bila brezplačna. Zaradi skromnih prostorskih in kadrovskih razmer je ta poslovala v omejenem obsegu – za uporabnike je bila sprva odprta le tri dni v tednu. Leta 1955 so preuredili in povečali obstoječe prostore ter se kadrovsko okrepili. Da bi ustregli željam uporabnikov, so podaljšali poslovni čas knjižnice – po novem so bili odprti pet dni v tednu.
Obisk in knjižnični fond sta vztrajno naraščala. Leta 1961 je imela knjižnica že 78.000 enot gradiva, več kot 19.000 uporabnikov pa si je izposodilo 30.000 knjig. Vedno večja prostorska stiska – tretjina gradiva je bila še vedno shranjena v zabojih – je terjala izgradnjo novega knjižničnega poslopja. Tega so dogradili leta 1967 poleg Stare grofije; od leta 1968 je bila knjižnica odprta tudi ob sobotah.
Konec 60. let 20. stoletja je slovenska bibliotekarska stroka sprejela nov koncept splošnoizobraževalnih knjižnic. Zaradi svoje visoke stopnje strokovne in organizacijske razvitosti je Študijska knjižnica v Celju postala središče za povezovanje splošnih knjižnic v celjski občini. Leta 1972 je pod svoje okrilje prevzela knjižnico DPD Svoboda Gaberje,
leta 1974 pa se je z združitvijo Študijske in Mestne ljudske knjižnice oblikoval današnji enovit zavod – Osrednja knjižnica Celje; nekdanja Študijska knjižnica, ki je razpolagala s 135.000 knjigami, je v okviru novega zavoda postala Oddelek za študij.
