「世界數位圖書館」是美國國會圖書館館長James H. Billington於2005年6月6日在向聯合國教科文組織(UNESCO)的演講中，首度提出的資源共建共享理念；隨後即由國際教科文組織號召成立。主要目標是將世界各國文化資產匯集於一個網站，內容包含合作館提供之圖書、手稿、地圖、版畫、攝影照片、聲音紀錄以及其他重要的文化資料，網站說明則全面配以聯合國的七種正式語文。
2007年10月本館參加UNESCO及國會圖書館於巴黎籌辦的WDL展示會，隨即提供本館特藏影像10幅供其測試。2008年7日獲邀並簽約加入為合作機構。2009年4月召開WDL正式啟用儀式暨合作夥伴行政會議，由埃及亞歷山大圖書館館長Dr. Ismail Serageldin、聯合國教科文組織通訊及資訊助理館長Mr. Abdul Waheed Khan，以及美國國會圖書館館長Dr. James H. Billington組成委員會起草章程。2010年由包括本館內的全球49國69個機構個重要文化機構完成章程的簽署(俟後成員亦陸續增加)。此也是臺灣圖書館界參與聯合國周邊機構活動，最為密切的組織之一，就國際文化交流方面，意義非凡。
此次國家圖書館於世界數位圖書館網站開放之的古籍文獻，就內容而言，本次提供各項主題除符合該組織力倡「國際及文化間的相互了解，並提供教育研究」之特色，並具高度研究價值，譬如《英傑歸真》為太平天國少數存世文獻；《天問略》明萬曆四十三年(1615)刊本，為首部將歐洲伽利略、哥白尼觀點介紹進中國之譯作；《延綏東路地理圖本》為繪圖精緻的明代邊塞軍事地圖；《東都事略》為中文出版史上，最早刊載版權宣示的圖書；《新編婚禮備用月老新書》呈現7百 年前漢人習俗與日常生活；《奇器圖說》，為中文第一部介紹西洋靜力物理學與機械工程學的著作；《牡丹亭還魂記》此刻本由徽派著名黃氏家族負責繪製版畫插 圖，展現純熟技法；最後，海內外罕見的鈔本《祝由科》，敘述透傳統祝禱、符籙或禁咒、儀式，達到治病的效果，反映當時醫學與民俗之間的關係。這批古籍除開放影像外，國圖特邀請專家撰寫短文導讀，其內容再經由技術及語文人員後製處理後，已翻譯為英文、中文、法文、西班牙文、葡萄牙文、俄文及阿拉伯文，讓全球使用者了解臺灣對於人類知識分享的具體貢獻，同時也展現館藏古典文獻精緻之美。