Następnie księżna Anna Amalia przeniosła ją do Grüne Schloss.
Wielki książę Karol August I zlecił jej dalszą rozbudowę. W latach 1821–1825 wybudowano wieżę obok zamku.
Wielki książę Karol August I zlecił w 1797 roku Johannowi Wolfgangowi von Goethe i jego koledze Christianowi Gottlob Voigt nadzór nad biblioteką. Goethe kierował nią jako bibliotekarz, aż do swojej śmierci w 1832 roku, czyli przez 35 lat. Podczas jego rządów stała się jedną z najznakomitszych bibliotek Niemiec. Jest ona również do dzisiaj jednym z najważniejszych archiwów epoki. Podczas urzędowania Goethego jej zbiory liczyły 80 000 tomów.
Od 1998 roku biblioteka stanowi część zespołu klasyczny Weimar wpisanego na listę światowego dziedzictwa UNESCO.
W 2003 roku założono w Weimarze towarzystwo wspierające bibliotekę Gesellschaft Anna Amalia Bibliothek (GAAB).
Rozbudowa biblioteki od 2002 roku thumb|Budowa podziemnego magazynu w Bibliotece Księżnej Anny Amalii, czerwiec 2002 W maju 2002 roku rozpoczęła się budowa centrum bibliotecznego dla Weimaru z podziemnymi magazynami dla 1 400 000 książek. Projekt wart 23 miliony euro ukończony został w lutym 2005 roku. Od początku sierpnia 2004 roku było można rozpocząć przenoszenie pierwszych książek.