Fast 25 Jahre dauerte die Realisierung von Erweiterungsplänen, die bereits vor dem 2. Weltkrieg begonnen hatten, aber erst Anfang der 1960er Jahre umgesetzt werden konnten.
Nachdem die Pläne für eine Bibliothekserweiterung durch den Zweiten Weltkrieg unterbrochen worden waren, beschloss der Grosse Rat 1948 zunächst die Unterkellerung des Büchermagazin und die Umnutzung anderwärtig genutzter Flächen. 1959, weitere zehn Jahre später, wurde ein Kredit von 9 824 000 Franken für den Erweiterungsbau der Universitätsbibliothek bewilligt. Die Umsetzung lag in den Händen des international renommierten Basler Architekten Otto Senn (1902-1993).
Verwirklichung in drei Etappen
1. Bauetappe Oktober 1959 bis April 1961: Ersatz des kleinen Seitenflügels an der Schönbeinstrasse mit einem wesentlich grösseren Neubau des Verwaltungsflügels auf Kosten des Botanischen Gartens.
2. Bauetappe April 1961 bis April 1963: Abbruch der alten Gewächshäuser und Neubau der Lesesäle sowie der Büchermagazine in Verbindung mit dem alten Magazin an der Bernoullistrasse. Der 1912/13 entstandene Flügel an der Bernoullistrasse durfte stehen bleiben und dient heute als Freihandabteilung.
3. Bauetappe April 1963 bis April 1965: Das repräsentative Eingangskuppelgebäude musste dem von Otto Senn sachlich gestalteten Neubau weichen.
Insbesondere der Abriss des markanten Kuppelbaus wurde verschiedentlich bedauert. So schrieb der Historiker Werner Kaegi: «Die Ironie der Geschichte hat es nun gewollt, dass keine hundert Jahre nach dem wohl gelungenen Bau Emanuel La Roches ein Erweiterungs-Neubau der Bibliothek gerade das Kernstück, den gewölbten Mittelbau mit seiner Kuppel unnötigerweise herausgebrochen hat und dadurch dem Ganzen der neue Ton der gedankenlosen Sachlichkeit gegeben wurde.»
Im «Inventar der schützenswerten Bauten (INSA) 1940-1970» heisst es hingegen später: «Die zwischen 1962 und 1968 von Otto Senn errichtete Universitätsbibliothek an der Schönbeinstrasse ist eines der ästhetisch überzeugendsten Werke des Funktionalismus der 1960er Jahre. Die Qualität zeigt sich in der Gliederung des fünfeckigen Baus, in der Fassadengestaltung – Glas und Platten aus römischem Travertin – und in der nüchternen Eleganz der Details. Den Mittelpunkt der Anlage bildet der helle Lesesaal mit seiner besonderen Kuppelform.»