С 2000 года жизнь Псковской областной библиотеки богата событиями и фактами, которые являются важными не только для самой библиотеки, но и для истории культуры Псковского региона.

Основой деятельности стала система работы по программам, проектам, грантам. Учреждение получило возможность осуществлять программы развития, определяя цели, задачи и пути их реализации.

Первыми стали «Программа развития ПОУНБ на 2000-2003 годы», «Автоматизация библиотечных технологий ПОУНБ на 2000-2003 годы», «От обновления знаний – к профессионализму действий. 2002-2004 гг.», «Сохранность библиотечных фондов. 2002-2005 гг.», «Стратегический план развития ПОУНБ в 2005-2008 гг.», «Комплексная программа непрерывного образования сотрудников ПОУНБ на 2006-2008 годы», «Модернизация деятельности библиотек на основе менеджмента качества на 2006-2008 годы», «Псков через века: сохранность дореволюционных краеведческих книжных фондов областных и муниципальных библиотек Псковской области на 2007-2010 годы»,  «Концепция развития государственных общедоступных библиотек и библиотек муниципальных образований Псковской области до 2015 года».

В 2005 году разработана Программа информатизации Псковской областной универсальной научной библиотеки. В ней были определены основные направления работы библиотеки в области информатизации: комплексная автоматизация всех библиотечных процессов, оцифровка библиотечных фондов, развитие корпоративного сотрудничества в области информатизации. Библиотека участвует в общероссийских корпоративных проектах: сводные каталоги библиотек России «ЛИБНЕТ» и региональных библиотек «КОРБИС» (г. Тверь), Межрегиональной аналитической росписи статей (МАРС).

Появились проекты, связанные с экологическим и правовым просвещением населения, включающие циклы мероприятий по актуальным темам и создание информационных баз данных. Заключаются договоры со справочно-правовыми системами «Гарант» и «Консультант Плюс».

Методический отдел начинает выпуск профессионального издания «Территория 60 – территория толерантности».

В начале 2000-х годов стартовали самый яркие проекты библиотеки, ставшие регулярными: научно-практическая конференция «Власть. Население. Библиотека», книжная и полиграфическая выставка-ярмарка «Псковская весна – 2001», проект «Портрет Псковского региона», литературная гостиная «У Великой», творческая лаборатория молодых библиотекарей и многие другие.

Совместно с Гете-Институтом в Санкт-Петербурге был открыт методический Центр учебной немецкой литературы, заключен договор о сотрудничестве с Библиотекой-фондом «Русское зарубежье».

В 2003 году Псков – библиотечная столица России. Псковская универсальная научная областная библиотека – организатор этого грандиозного мероприятия. Оно включило в себя работу VIII Ежегодной конференции Российской Библиотечной Ассоциации, мероприятия к 1100-летию упоминания Пскова в летописи, празднование 170-летия Псковской губернской библиотеки.

В эти дни прошел I Международный книжный форум «Русский Запад», который со временем стал ежегодным ярким событием в культурной афише Псковского региона. Форум представляет собой модель инновационного развития региональной деятельности на Северо-Западе РФ, ближнем и дальнем Зарубежье как едином пространстве поддержки и развития книгоиздания, книгораспространения, туризма.

В 2004 году при содействии Министерства культуры РФ начинает работу центр непрерывного образования библиотечных работников Северо-Западного региона «Школа качества». За эту работу библиотека становится дипломантом Премии Правительства Российской Федерации в области качества.

Специалистов библиотечной отрасли, педагогов, деятелей культуры, науки, образования, книгоиздателей, писателей и литературных критиков собрал I Межрегиональный Фестиваль библиотечных программ по продвижению книги и чтения «Осень в Михайловском».

В 2008 году в областной библиотеке насчитывается 146 сотрудников, 98 из них имеют высшее образование и 15 – среднее специальное. 40 библиотекарей имеют награды и почетные звания. 

Кроме основного сайта учреждения в сети появились ресурсы: «Книжные памятники Псковской области», экологический сайт «Твой след на земле», начато создание Сводного электронного регионального каталога периодических изданий. Развиваются электронные сервисы для пользователей, такие как виртуальная краеведческая справка; заказ и продление книг online, доступ к электронному каталогу.

Библиотека поддержала инициативу краеведа Натана Левина о проведении «Бунинских чтений», которые проводятся с 2012 года в Пскове и Себеже.

Важными событиями стали День православной книги, представляющий новые издания Псково-Печерского монастыря, и Малая галерея искусств, ставшая площадкой самовыражения для самодеятельных художников.

Благодаря программе «Культура России» Министерства культуры, Некоммерческого фонда «Пушкинская библиотека» и Администрации Псковской области в библиотеке появился мобильный Комплекс информационно-библиотечного обслуживания населения области (КИБО).

В 2013 году начинает формироваться открытая полнотекстовая краеведческая библиотека «Псковиана».

10 декабря 2013 года в Псковской областной универсальной научной библиотеке состоялось открытие Регионального центра Президентской библиотеки им. Б. Н. Ельцина.

В мае 2015 года к библиотеке были присоединены обособленные структурные подразделения Псковская областная библиотека для слепых и слабовидящих и Псковская областная библиотека для детей и юношества им. В.А. Каверина. Генеральным директором объединенной Псковской областной библиотеки становится заслуженный работник культуры Вера Ивановна Павлова.

С 2018 года ежегодно в Псковской области проводятся встречи с участниками и организаторами Национальной литературной премии «Большая книга».

В сентябре 2020 года здание библиотеки на Профсоюзной открыло свои двери читателям после капитального ремонта. Обновились интерьеры и мебель, появилось современное специализированное техническое оснащение, новые залы для мероприятий.

Программы и проекты библиотеки становятся более крупными и социально значимыми - это сотрудничество с Национальной Электронной Библиотекой, удаленными научными базами данных, «Культура для школьников», «Пушкинская карта», «Молодежный центр» и другие.