大墩分館原隸屬於臺中市政府文化局大墩文化中心內之圖書股，民國105年3月1日改制更名為「臺中市立圖書館大墩分館」。
　　館內1樓設有圖書館服務台、資訊檢索與圖書館辦公室、二樓則規劃兒童開架閱覽區、故事屋、自習室(B棟)、3樓設有開架閱覽區與青少年閱讀區、大墩樂齡區(B棟)與期刊室(B棟)、4樓為開架閱覽區與多元文化、5樓為多功能活動室。在既有服務之外，亦設有行動圖書車定時定點前往南區、南屯區、北屯區、西屯區等行政區域18所小學輪流駐點，提供讀者方便借閱服務。
　　大墩分館定期舉辦中英文說故事及影片欣賞活動；並不定期辦理各項閱讀推廣活動。結合原有的各項圖書資訊服務及鄰近國立台灣美術館、草悟道等藝術、休閒文教區，發展更多元化的圖書生活美學。

• 一般閱覽席
  212席
• 自習室座位
  418席(含2F行動上網專區24個座位)
• 開 館 時 間
  A棟本分館、B棟3F期刊室
  週二至週日08:30至21:00
  B棟2F自習室
  週二至週日08:00至21:00
  (因應防疫，110年7月27日起AB棟調整為週二至週日9:00至17:30)
  週一、春節、清明節、端午節、中秋節及機電維修日休館