Wydana w 1936 roku ustawa o państwowych bibliotekach publicznych wyznaczyła bibliotece zadanie zbierania i przechowywania wszystkich litewskich druków publikowanych na Litwie i za granicą. W latach 1940–1941 zbiory biblioteki powiększyły się głównie dzięki przejęciu przez bibliotekę znacjonalizowanych kolekcji książek. Na początku 1941 roku zbiory liczyły ponad 200 000 woluminów.
Po zajęciu Litwy przez ZSRR w 1940 roku biblioteka zaczęła stosować radzieckie normy. Gdy Wilno zajęły wojska hitlerowskie, pomieszczenia biblioteki przeznaczono na cele wojskowe, a ze zbiorów usunięto 19 175 woluminów niezgodnych z faszystowską ideologią. 13 września 1944 roku po wycofaniu się wojsk hitlerowskich bibliotekę przeniesiono do pomieszczeń dawnej Izby Handlu, Przemysłu i Rzemiosła. Po zakończeniu wojny biblioteczne zbiory powiększano o wszystkie publikacje wydawane na terytorium ZSRR, a od 1949 roku tylko w języku rosyjskim. Jednocześnie w okresie tym ze zbiorów usunięto wiele książek „ideologicznie szkodliwych” – w samym 1950 roku 30 ton książek przekazano na makulaturę lub spalono w piecach biblioteki.