图情合并后首要的任务是完成淮海路新馆建设与开放，新馆选用Horizon图书馆集成管理系统，上图与上海的IT企业合作，在国内图书馆界首次完成了国际先进的图书馆集成管理系统的汉化和本地化部署应用，实现了公共查询、流通、采访、编目等工作的计算机管理，涵盖了图书馆的服务、业务管理工作，极大提升了上图现代化水平。2000年，上图再利用这个Horizon系统和互联网，启动建设覆盖全市的“一卡通”服务体系—上海市中心图书馆，真正让数字化网络化技术赋能公共图书馆最基本的借阅流通服务，经过10年的建设，上海市中心图书馆体系全面覆盖了上海市、区、街镇三级公共图书馆，在不改变行政管理体制的前提下全市238个公共图书馆实现了“一卡通”服务，到2016年首次突破全年3000万册次图书被读者借回家。对于图书馆服务而言，数字化转型更具有颠覆性意义的是数字阅读。上图早就注意到90年代末美国麻省理工学院发明了电子墨水（E-ink）技术，曾于2001年1月主办了一个电子图文与互动教育展，由IDG世展博览（亚洲）有限公司协助承办，该展览上已经关注到包括电子墨水在内的和电子阅读相关的技术和产品，上图还采购了世界上第一个电子书阅读器商品（品牌为ROCKET，中文为“火箭”），一直到2009年2月，上图成立了“新阅读体验中心”，在国内率先推出电子书阅读器外借服务，如今依然有600台电子书阅读器在提供外借服务，基本常年在读者手里。经过5年的探索，2014年又推出了“上图爱悦读”数字阅读自助机，希望促进自带设备（Bring Your Own Device， BYOD）数字阅读服务。图情合并以来，上图始终紧跟信息技术发展步伐，积极主动探索了多种面向大众的数字阅读服务方式，从PC时代的数据库服务到移动时代的手机图书馆网站（2009）和电子书阅读器、平板电脑服务，从市民数字阅读平台（2011年12月）再到微阅读服务，始终跟踪数字化、网络化、移动化、全媒体化的数字阅读发展趋势，不断加强数字阅读馆藏建设和服务创新。面向大众的图书馆阅读服务一定是与数字出版产业相适应的，上图的阅读服务也将跟随我国数字出版产业的成熟完善而不断发展。
设计思维贯穿上图东馆建设和运营全过程。我们始终把馆舍建筑视作图书馆最重要的“第一个馆藏”，根据自身定位，上图东馆采用了藏借阅一体化的大空间设计，我们与建筑设计团队形成了充分共识—在以全媒体和大数据为重要特征的深度信息化时代，公共图书馆正在从“以书为本”向“以人为本”转型，因此我们用“从馆藏（书籍）到连接（交集）（From Collection to Connection） ”的核心理念来设计、建设新馆。从物理空间到数字空间，从服务到活动，都要精心设计才能为最广大的读者创新提供优质体验，才能促进全民阅读，才能让更多的读者来图书馆。我们主要通过艺术化、主题化、复合化等设计规划建设东馆建筑空间。通过与国际艺术策划与制造的专业公司合作，邀请来自上海本地及全球的10位艺术家为东馆量身定制了10件永久性公共艺术品，突显中国传统文化、上海城市品格和上图历史文化等特质，为读者营造独特的图书馆场域体验。通过功能与服务主题化，把东馆大约80%的建筑面积打造成20多个主题阅览空间，这些主题的选择也是按照需求导向、战略导向和特色馆藏导向等逻辑，尽可能满足人民群众日益多样化、多层次、多方面的精神文化需求，上图东馆的主题馆建设突破了“特定主题服务特定人群”的传统逻辑，充分利用特定（特色）主题来吸引和服务最广大的读者，通过主题阅读推广促进文化普及、艺术普及和科学普及，从而实现全民阅读推广目标。通过在馆舍每一层中尽可能规划建设3种不同功能的服务空间，即阅读空间、展示空间和活动空间复合组成，而且这种“复合”具有一定的柔性，为未来运营服务提供持续创新变革的可能。
在2015年制定的上图“十三五”规划中，上图明确了要实施“智慧（Intelligence）、包容（Inclusiveness）、连接（Interconnection）”的3I转型战略，这个转型战略一直延续至今。在智慧战略指引下，上图逐步认识到全媒体和大数据等新一代数字化技术正在赋能传统公共图书馆转型成为智慧复合型图书馆。上图东馆探索打造新一代智慧复合型图书馆（SmartHybridLibrary，SHL），从某种意义上是在用智慧化、复合化重新定义“上海图书馆（SHL）”。智慧图书馆建设是一个系统工程，对于一个传统图书馆而言，要循序渐进地在馆舍（建筑空间）、服务、业务和管理等方面全面实施智慧化转型。上图东馆建筑从设计到建设都已经使用了建筑信息模型（Building Information Modeling， BIM）技术，因此我们在设计和施工BIM基础上，继续在运维中使用BIM技术，在成本可承受范围内实现馆舍运维智慧化管理。在东馆建设阶段，上图已经开始了基于开源FOLIO的新一代图书馆集成管理服务平台系统的开发，因此上图东馆开馆即成功上线了云瀚（FOLIO）流通管理、全预约、馆内导航、网借等应用模块。东馆开馆以来，我们除了持续迭代完善和继续开发云瀚智慧图书馆服务平台，还把云瀚流通系统向上海市所有公共图书馆扩展延伸。在东馆，不仅和厂商合作开发了具备咨询、借还书服务功能的机器人，还引进了图书自动分拣系统、盘点机器人、搬运机器人等智能技术产品。智慧图书馆的建设依然任重道远，归根到底，图书馆的智慧化是为了让读者用户更智慧。
“从馆藏（书籍）到连接（交集）（From Collection to Connection）”这个理念的本质是，在筹备规划上图东馆的过程中，上图人对“阅读”渐渐有了新的理解：伴随着人类社会信息化发展，我们进入了“大阅读时代”，在纸质阅读转型至数字阅读的过程中，人类阅读的内容被大大地扩展了，阅读的载体和方式更是越来越多元化，建筑可阅读，城市可阅读，阅读从狭义到广义的革命性变革必然促使图书馆转型。“大阅读时代”要求上图人在智慧的物理空间和数字空间提供更多元的服务。大阅读理念是依靠连接战略落地的，是通过“阅读+”和复合化等路径实现的。2022年1月15-16日，上图东馆通过“乐听阅享”音乐专题公测活动，为读者提供高品质音乐欣赏，向读者传递大阅读理念，预示未来的东馆将通过更多样化的阅读活动和更优质的阅读体验，努力打造成新一代的阅读文化中心。上图东馆开馆以来（2022年9月28日 2025年6月30日），共有近650万人次到馆，外借书刊超过875万册次，已经举办了近4500场次读者活动，现场和线上共有近1亿人次的参与。这些服务数据就是公共图书馆以阅读为核心实现连接人与知识、人与人、人与空间、人与城市、人与世界的价值体现。看展览、听讲座，看演出、听音乐……上图东馆不断创新提供“大阅读”服务，2022年9月28日开馆时就提供“阅读东馆建筑”的参观导览服务，如今读者还可以通过标识牌在上图东馆的花园里“阅读花草树木”。
全球范围看，一般而言一个城市的公共图书馆都是一个总分馆体系。目前仅看到的一个例外是美国纽约市，可能由于历史的原因，目前这个国际大都市存在3个总分馆系统，分别是皇后区公共图书馆、布鲁克林区公共图书馆和服务其余3个区的纽约市公共图书馆，但这三大公共图书馆系统都属于纽约市政府管理。通过对标全球公认的四大世界级城市纽约、伦敦、巴黎和东京以及新加坡、中国香港等国际大都市，到“十三五”末，以上图为中心总馆、覆盖全市区馆和街镇馆的上海市中心图书馆体系已经初具一个有中国特色的世界级城市公共图书馆系统的雏形。全球图书馆界一般把国家图书馆、大学图书馆以及一些专业（主题）图书馆视为研究图书馆，城市公共图书馆中只有极个别馆定位为研究型公共图书馆，比如在北美地区只有纽约公共图书馆（NYPL）和波士顿公共图书馆（BPL）是研究型公共图书馆，这两个馆是北美研究图书馆协会（Association of Research Libraries， ARL）成员中“唯二”的公共图书馆。上海图书馆是我国最有希望成为和纽约公共图书馆比肩的世界级研究型公共图书馆。“十四五”期间上图已经开启全面建成世界级城市图书馆体系和世界级研究型公共图书馆的新征程。