L'any 2001 es va presentar el programa de modernització de la Xarxa Nacional de Biblioteques Públiques. La presidenta del Consell Nacional per a la Cultura i les Arts (Conaculta), Sari Bermudez, va proposar al president de la república, Vicente Fox, el projecte de renovació de la Biblioteca de Mèxic, situada a la Ciutadella. L'esmentat projecte proposava la construcció d'un nou edifici.[1] A l'abril de 2003 es van destinar a la Secretaria d'Educació Pública (SEP), tres finques situades a un costat de l'Estació de Ferrocarrils de Buenavista, per a la construcció del nou edifici.[1] El 16 de maig es va emetre la convocatòria per al Concurs Internacional d'Arquitectura. El 3 d'octubre es va declarar guanyador al projecte d'Alberto Kalach.

Kalach va planejar des del seu inici un edifici que es trobés en paral·lel a les vies del tren de l'Estació Buenavista. Una de les característiques particulars del projecte va ser la gran extensió dels jardins. Es va prendre en compte la conflictivitat que genera una gran urbs i l'oportunitat de crear un espai cultural que oferís l'opció a les persones de aïllar-se del soroll i gaudir d'un panorama natural agradable. En paraules de Kalach i el seu equip la idea va ser: "la creació d'una arca, portadora del coneixement humà, immersa en un exuberant jardí botànic".[2]

El jardí tindria una extensió de 26,000 m².[3] Es va donar preferència a espècies vegetals originàries de la Vall de Mèxic i del país. Es va organitzar en diferents estrats: el principal, bàsicament arbori; el medi contindria arbres fruiters, arbusts, plantes aromàtiques i plantes comestibles; i, el baix, ornamentat amb epífites i vegetació penjant sobre els murs. Hi ha dos grans talussos de vegetació que envolten l'edifici central, creant un efecte òptic on la Biblioteca sembla enfonsada entre els jardins.[3]

L'edifici es va pensar de 35 metres d'ample i, al llarg, dividit en tres blocs de 82 metres cadascun, amb prestatgeries penjants i independents, construïdes d'acer i vidre, amb la capacitat d'ajustar a les necessitats del patrimoni.[3]

La planta baixa de l'edifici va ser pensada com una calçada que distribueix els diferents espais als quals els usuaris podrien tenir accés. Un vestíbul de grans dimensions on es poguessin presentar diferents exposicions culturals, la sala Braille, l'àrea de acreditació, zona de guarda-roba, diferents sortides cap als jardins, la sala multimèdia, la sala infantil i "bebeteca", la sala de música, sala de premsa i més sales per impartir tallers i conferències, per rematar amb l'auditori.[3]

La il·luminació és proveïda majoritàriament per llum natural. Els grans finestrals envolten tot l'edifici, disposats en dent de serra cap al nord. Aquest disseny no permet que la llum entri directament, sinó de forma uniforme; també evita el dany als llibres.[3]

Al fons del terreny es troba un vell edifici industrial on es va planejar que hagués oficines, un gran hivernacle i una cafeteria.[3]