Pierwszym dyrektorem placówki był Marian Makarewicz, którego na stanowisku zastąpił Jan Zeman i to właśnie on rozpoczął systematyczne gromadzenie zbiorów o profilu humanistyczno-pedagogicznym oraz zajął się tworzeniem sieci bibliotek pedagogicznych w województwie. W sumie powołano 17 powiatowych książnic podległych merytorycznie PBW w Zielonej Górze.
Mimo bardzo niekorzystnych warunków lokalowych w ciągu pierwszego dwudziestolecia zbiory biblioteki wojewódzkiej wzrosły z 3 tysięcy w 1951 r. do ponad 60 tysięcy w 1970 r., a ilość czytelników systematycznie wzrastała w związku z przejęciem zadania wspierania doskonalenia kadr oświatowych. Pod koniec lat 60. rozpoczęto budowę gmachu zaprojektowanego specjalnie na potrzeby biblioteki wojewódzkiej. Dodajmy, że problemy lokalowe skończyły się dopiero w 1975 r., kiedy to PBW przeniosła się do nowego budynku przy al. Wojska Polskiego (1300 m2).
Przez cały okres swojego działania biblioteka była miejscem licznych spotkań autorskich, wykładów, lekcji bibliotecznych dla uczniów, seminariów dla nauczycieli, konferencji w celu przybliżenia pedagogom problemów edukacji czytelniczej ucznia. Placówka skupiała się także na promocji wybranych książek. Obecnie jedną z takich pozycji jest np. dzieło „Autyzm. Jak pomóc rodzinie” autorstwa Petera Randalla i Jonathana Parkera. Pedagogiczna Biblioteka Wojewódzka im. M. Grzegorzewskiej w Zielonej Górze poleca je wszystkim zainteresowanym autyzmem dziecka, którzy znajdą w niej najważniejsze zagadnienia związane z zaburzeniami psychospołecznymi rozwoju dziecka, zwłaszcza te, które najbardziej nurtują rodziców dzieci dotkniętych autyzmem. Autorzy, dzięki swojemu doświadczeniu, nakreślają i omawiają większość problemów przed którymi stają rodzice i nie tylko oni.
Zielonogórska biblioteka stara się także nadążać za duchem czasu. W 2008 r. w placówce zapoczątkowano proces komputeryzacji. Zainstalowano oprogramowanie biblioteczne Prolib Marc21, dzięki któremu lubuscy czytelnicy mogą zamawiać zbiory za pośrednictwem katalogu on-line. W 2014 roku nastąpiło zakończenie wprowadzania zbiorów do komputerowej bazy danych.
