Библиотека в с. Юкаменское открыта 21 (8 по старому стилю) июля 1901 года при пособии фонда, завещанного Ф. Ф. Павленковым, и находилась в помещении Юмского волостного правления. Первым библиотекарем стал Петр Иванович Вершинин. В 1905 году библиотека обслуживала около 250 читателей. Большинство из них были из села Юкаменское и близлежащих деревень, несколько человек приходили в библиотеку из отдаленных пунктов.
В 1915 году библиотекарем была назначена Мария Ивановна Карасева. К этому времени количество читателей увеличилось до 440 человек, а объем фондов – до 1200 (в 1905 году в фонде числилось 872 экземпляра). Отмечая большую популярность библиотеки среди населения, Мария Ивановна выступила с предложением преобразовать ее из библиотеки второго типа в районную. Но в связи с тяжелым финансовым положением земства ей было отказано.
С мая 1916 года в библиотеке появился карточный систематический каталог и были введены книжные и читательские формуляры.
К началу 1918 года фонд библиотеки увеличился по сравнению с 1915 годом почти в два раза и составил 2182 экземпляра. В 1917 году библиотекарем работала Валентина Васильевна Ушакова, после нее, в 1918 году на общественных началах работала учительница Юкаменской школы Антонина Кузьмовна Шаклеина. Первым платным библиотекарем стала Нина Ивановна Яшина, проработавшая здесь 3 года.
В 1929 году с образованием Юкаменского района, библиотека получила статус районной. В эти годы библиотекой заведовала Мария Ивановна Карасева. В своей работе она опиралась на актив и Совет библиотеки.
В 1936 году районная библиотека получила новое помещение площадью 96 кв. м, где были абонемент и читальный зал.
В годы войны работа библиотеки не прекращалась, вся культурно-массовая работа проводилась при участии актива (до 50 человек), состоящего из врачей, учителей, специалистов сельского хозяйства, сельской и колхозной молодежи.
В 1953 году библиотека переехала в деревянное здание площадью 250 кв. м, выстроенное специально для нее, где находилась до 1981 года.
В 1978 году была проведена централизация библиотек Юкаменского района, в результате которой создана централизованная библиотечная система, в составе которой 15 сельских, детская и центральная библиотеки.
Первым директором ЦБС стала Роза Емельяновна Жуйкова. Директором ЦРБ с августа 1978 года по апрель 2008 года работала Елена Кузьминична Фефилова.
В центральной районной библиотеке в конце 70-х были организованы отделы: методико-библиографический, обслуживания читателей, комплектования и обработки литературы. Здесь регулярно проводились книжные выставки, обзоры литературы, дни информации и дни специалиста, уроки библиотечно-библиографической грамотности, читательские конференции, диспуты, встречи с писателями, тематические вечера.
Начавшийся в 1996 году республиканский конкурс «История библиотек Удмуртии» побудил сотрудников библиотеки к поиску документов по ее истории. Эта работа способствовала улучшению состава краеведческого фонда, справочного аппарата, и в 2001 году в районной библиотеке был организован сектор краеведческий литературы.
В 2001 году, к 100-летнему юбилею районной библиотеки, решением Юкаменского районного совета депутатов ей было присвоено имя Ф. Ф. Павленкова. Библиотекой проводится популяризация деятельности Ф. Ф. Павленкова: проходят павленковские чтения, устраиваются книжные выставки, оформлена папка-досье о его жизни и деятельности. Во время экскурсий по библиотеке слушатели знакомятся с вкладом мецената в дело развития библиотек, в книгоиздательское дело.
На начало 2012 года ее фонд составил 14,6 тыс. экземпляров, количество читателей – 2,7 тыс. человек. Директором библиотеки с 2008 года является Оксана Александровна Булдакова.
В настоящее время библиотека помимо обслуживания читателей ведет активную работу по продвижению чтения и развитию книжной культуры. В рамках этой деятельности в 2009 году впервые в Юкаменском районе был проведен Год чтения, а с 2010 года проводятся Недели детской и юношеской книги.
Библиотека успешно участвует в республиканских и российских конкурсах. Так, в 2008 году – проект библиотеки стал дипломантом конкурса «Лучшее в библиотеках России». Также библиотеками Юкаменского района были получены дипломы и гранты республиканских конкурсов: на лучшую организацию работы в рамках акции «Дни защиты от экологической опасности»; проектов формирования информационных ресурсов по вопросам семьи и детства; «Большое чтение – 2011: книга в формате мультимедиа»; творческих работ по продвижению книги и чтения среди детей с ограниченными возможностями здоровья «Похвала книге», а в конкурсе по повышению правовой культуры избирателей «Гражданин и власть в стране, республике, муниципальном образовании» среди библиотек северного куста республики Юкаменская библиотека получила третье место.
Также библиотекой издаются работы местных авторов и книги, посвященные истории Юкаменского района.
