За время военных действий существенные разрушения претерпели здания Библиотеки. В Главном здании было снесено более 2500 м2 кровли, в разных местах пробита крыша, повреждены строительные конструкции, междуэтажные перекрытия, стены, пол, металлические рамы оконных переплетов, выбиты стекла, выведены из строя водопровод, центральное отопление, электроснабжение. Пострадали исторические интерьеры залов, в частности, лепнина опорной колонны и художественная роспись части сводов в "Кабинете Фауста". По оценке "Городской Комиссии по установлению и расследованию злодеяний немецко-фашистских захватчиков" ущерб, нанесенный Главному зданию ГПБ с начала Великой Отечественной войны до 1 мая 1943 г., составил 41 889 808 рублей, а вместе с филиалами — превысил 70 млн. рублей. (Акт от 15 ноября 1943 г.).
Филиалы Библиотеки располагались в нескольких городских зданиях – памятниках архитектуры всесоюзного значения. В костеле св. Екатерины (Невский пр., 32–34) находился «Антирелигиозный» филиал, хранивший богатейший фонд богословской литературы. Одно из зданий бывшего Вольного экономического общества (4-я Красноармейская ул., 1) – филиал Библиотеки, известный под названием «Дом Плеханова». На территории Петропавловской крепости в «Усыпальнице» и в «Домике Дедушки Русского Флота» (Ботный домик) размещался резервный фонд ГПБ. В здании бывшей библиотеки Санкт–Петербургской Духовной Академии (наб. Обводного канала, 11) находилось Дублетное отделение ГПБ. Все эти строения и хранившиеся в них библиотечные фонды пострадали от обстрелов, бомбежек, пожаров и протечек.
В свободное от основной работы время сотрудники занимались ремонтно-восстановительными работами, отработав тысячи часов. Весной 1944 г. была сформирована Восстановительная бригада под руководством В.А. Марина.