Dal 1908 al 1928 diresse la Gambalunghiana Aldo Francesco Massera, filologo insigne e brillante storico della letteratura e della cultura, che tra il 1927 e il 1928 provvide a riformare la biblioteca, risollevandola dall'incuria e dal degrado in cui versava per la cronica disattenzione dei pubblici amministratori. Seguì la lunga e operosa direzione di Carlo Lucchesi (bibliotecario dal 1929 al 1952), che si applicò con pari dedizione all'organizzazione della biblioteca, alla produzione di moderni strumenti catalografici, alla «valorizzazione scientifica» dei materiali di maggior pregio e, durante il passaggio del fronte, all'avventuroso salvataggio del patrimonio bibliografico e artistico della città. Gli subentrò Mario Zuffa, apprezzato studioso di etruscologia e archeologia italica, bibliotecario dal 1954 al 1970. Successivamente la Biblioteca è stata diretta da Piero Meldini e da Marcello Di Bella.
Negli ultimi vent'anni ha soffiato forte, sulle biblioteche, il vento delle trasformazioni sociali e culturali. La scolarizzazione di massa e la conseguente crescita continua e impetuosa dell'utenza, la diffusione, varietà e influenza dei mezzi d'informazione e comunicazione, l'evoluzione della scienza biblioteconomica e delle tecniche catalografiche, lo sviluppo accelerato dell'informatica e la possibilità di gestire in tempo reale illimitati archivi di dati (dal 1989 la Gambalunghiana, che ha aderito al Polo romagnolo di SBN [Servizio Bibliotecario Nazionale], è collegata in rete con le principali biblioteche italiane): tutto questo pone alle biblioteche pubbliche - strette tra le potenzialità crescenti e i mezzi decrescenti - problemi inediti e complessi. E ai loro bibliotecari la necessità di ridefinire un'identità sempre più precaria.