Nach zweijähriger Bauzeit wird am 29. Oktober 1994 der Erweiterungsbau der Stadtbibliothek im Justus-Liebig-Haus eröffnet. Auf nun 2.500 m² stehen den Darmstädterinnen und Darmstädtern rund 137.000 Medien zur Verfügung.
Im April 1998 erfolgt der Umstieg des gesamten Bibliothekssystems auf das windowsbasierte, integrierte EDV-System "BibliothecaWin" der Fa. B.O.N.D. (später weiter entwickelt zu "Bibliotheca2000"). Im Oktober hält das Internet-Zeitalter Einzug in die Stadtbibliothek mit dem ersten internen Internetzugang.
Der Datenbestand der Hauptstelle ist ab Januar 2000 erstmals im Internet nachgewiesen, als offline-Version im Rahmen des “Darmstädter Virtuellen Katalogs”. Im Juni präsentiert sich die Stadtbibliothek mit einer eigenen Homepage im Internet.
Die positive Ausleihentwicklung hält an - im Jahr 2000 wird mit 1.034.000 Ausleihen im Gesamtsystem erstmals die Millionengrenze überschritten. Die "fleißigsten Leseratten" leihen pro Jahr mehr als 1.000 Medien aus.
Aus Mitteln des Bundesprojektes "Medienkompetenzzentren in Büchereien" kann die Stadtbibliothek im Juni 2001 fünf öffentliche Internetplätze anbieten. Ab Herbst 2002 gibt es auch an allen internen PC-Arbeitsplätzen Internetzugang: das Internet wird integrierter Bestandteil der Informationsvermittlung durch die Bibliothek und internes Arbeitsmittel.
In der Erich-Kästner-Schule in Kranichstein eröffnet am 9. Mai 2003 eine weitere Stadtteilbibliothek. Die Fahrbibliothek ändert ihren Halteplan und verlegt ihre Kranichsteiner Haltepunkte in andere Stadtteile.
Seit dem 1. September 2003 ist der ganze Medienbestand der Stadtbibliothek online. Die Leserinnen und Leser können jederzeit über den Web-OPAC im Gesamtbestand der Stadtbibliothek recherchieren, ihr Medienkonto einsehen, die Ausleihfristen verlängern und entliehene Medien vorbestellen.
Im Juni 2004 feiert die Stadtbibliothek Darmstadt ihr 125-jähriges Bestehen. Unter dem Motto “Darmstadt liest - 125 Jahre Stadtbibliothek” findet im Justus-Liebig-Haus eine Festwoche statt.