Комплектование первой государственной районной библиотеки в поселке Усть-Илим началось в 1969 году. В марте 1971 года районная библиотека разместилась в здании нового жилого дома по адресу: ул. 50лет ВЛКСМ,20, ей присвоили имя революционера Н.С. Клестова-Ангарского.
Осенью 1979 года вышло Решение исполнительного комитета Усть-Илимского Городского Совета народных депутатов "О переводе библиотек города на централизованную систему обслуживания населения" с общим штатом библиотечных работников 57 единиц, с единым административно-хозяйственным аппаратом управления, централизованным комплектованием.
24 декабря 1979 года был подписан первый приказ по ЦБС об объединении семи библиотек. Единый книжный фонд составил 300.000 экземпляров, постоянных читателей 38.000.
Первым директором ЦБС была назначена Нина Васильевна Лобова.
Почетными гостями ЦБС были В. Распутин, М. Сергеев, Л. Огневский, Д.Рид, В. Леонтьева, Е. Евтушенко, Г. Михасенко и мн. другие.
В 2005 году по итогам работы ЦБС за 2004 год получила звание "Образцовое учреждение культуры".
В 2007 все библиотеки города объединила единая корпоративная сеть.
С августа 2010 года ЦБС города насчитывает 6 библиотек, штат которых составляет 69 единиц. Директор МБУК "ЦБС" - Галиченко Лариса Петровна.
В мае 2011 года празднование Всероссийского Дня библиотек в Усть-Илимске было ознаменовано созданием собственного электронного информационно-краеведческого ресурса «Народная энциклопедия Усть-Илима».
В апреле 2013 года МБУК «ЦБС» заняла первое место в конкурсе за достижение централизованными библиотечными системами наилучших показателей - «Библиотека без границ».
В 2016 году в целях создания условий для обеспечения равного доступа к информационным ресурсам различных групп населения Иркутской областной государственной универсальной научной библиотекой имени И.И. Молчанова-Сибирского был объявлен областной конкурс "Библиотека года", темой которого стало "Интернет-представительство библиотеки".
МБУК «Централизованная библиотечная система» победила в конкурсе в номинации "Веб-сайт библиотеки".
Объединенный книжный фонд ЦБС составляет 182 822 экземпляров, услугами муниципальных библиотек пользуются 28 296 человек.
ЦГБ им. Н.С. Клестова-Ангарского является организатором интеллектуальных турниров на Кубок мэра города Усть-Илимска. Начиная с 2015 года в интеллектуальное движение вовлечены общеобразовательные учреждения, студенчество и трудовые коллективы.\
Событием 2018 года стала победа заведующего отделом массовой работы Центральной городской библиотеки им. Н.С.Клестова-Ангарского, руководителя молодёжного центра «Акцент» Игоря Сергеевича Щепетова во Всероссийском конкурсе «Библиотекарь 2018 года».
Городские библиотеки активно и успешно занимаются грантовой деятельностью, получая финансовую поддержку на городском, областном и федеральном уровнях. С 2019 года МБУК "ЦБС" является активным участников областного проекта "Библиотека для власти, общества, личности", а ЦГБ им. Н.С. Клестова-Ангарского приобретает статус Туристско-информационного центра (ТИЦ).
В 2020 году на средства из федерального бюджета в ЦГБ им. Н.С. Клестова-Ангарского открыт виртуальный концертный зал.
Центральная городская библиотека стала победителем конкурсного отбора на создание модельной муниципальной библиотеки в городе Усть-Илимске. Библиотека нового поколения с функцией Центра интеллектуального и творческого развития открыта в сентябре 2021 года.
Центральная детская библиотека «Первоцвет» в партнёрстве с АНО «Социально-культурный центр «БиблиоМир» в 2022 году победила в региональном конкурсе «Губернское собрание общественности Иркутской области».
Сообщество модельной библиотеки по мнению активных пользователей социальной сети «ВКонтакте» и читателей библиотек региона признано лучшим в Приангарье в 2022 году.
В 2022 году модельная библиотека стала одним из победителей федерального проекта «Гений места» по развитию креативных индустрий на базе библиотек России.
Центральная городская библиотека в 2023 году стала победителем конкурса на лучший фонд модельной библиотеки в номинации «Лучший модельный фонд общедоступной (публичной) библиотеки» среди Центральных городских библиотек».
Библиотека искусств – победителем второго конкурса на предоставление грантов президента на развитие гражданского общества с проектом «Инклюзивная детская академия мультипликации и цифровой живописи «Белая ворона»».
Автономная некоммерческая организация «Социально-культурный центр «БиблиоМир» в партнерстве с Центральной детской библиотекой «Первоцвет» вошли в число победителей конкурса с проектом «Сокровища нации: традициям быть!». Это продолжение работы команды в направлении популяризации культуры народов, проживающих в городе Усть-Илимске Иркутской области.
