Библиотека основана в 1948 в старом районе Шелепиха на Пресне как Библиотека № 101 Краснопресненского района г. Москвы. Обслуживала промышленный микрорайон с большим количеством предприятий и преимущественно рабочим населением. Состав фонда был разнообразным и охватывал все отрасли знания, но особое внимание уделялось научно-технической литературе. Значительную часть фонда (более 50%) составляла также общественно-политическая литература. Для детей был сформирован компактный, но хорошо подобранный фонд детской книги. В структуру библиотеки входил также юношеский абонемент, ориентированный на школьные и вузовские программы. Библиотека неоднократно переезжала, долгое время находилась на территории Мельничного комбината № 4. 9 мая 1961 она получила наименование Массовой библиотеки № 48 Краснопресненского района г. Москвы^[1]. Располагалась она в то время по адресу: 4-я ул. Шелепихи, д. 1-а. В 1977 библиотека получила помещение по адресу: Мукомольный проезд, д. 9, корп. 2, в котором находится и в настоящее время.
В 1976–1991 библиотека входила в ЦБС Краснопресненского района, которую возглавил первый директор Библиотеки № 48 заслуженный работник культуры Г. В. Нейман. Фонд библиотеки составлял в эти годы более 100 тыс. единиц хранения, а количество читателей превышало 7 тыс. человек. Библиотека имела передвижки на многих предприятиях Краснопресненского района. Сотрудники библиотеки активно работали с учащимися двух близлежащих школ — № 105 и № 592, оказывали их учителям методическую помощь. Библиотека успешно вела работу по патриотическому воспитанию и краеведческую деятельность. В 1992–2013 она входила в структуру ЦБС № 4 ЦАО г. Москвы как Библиотека-филиал № 48. В 2012, в связи с празднованием 200-летия победы России в Отечественной войне 1812, ей присвоено имя русского поэта, одного из командиров партизанского движения Дениса Васильевича Давыдова (1784–1839).
16 октября 2013 библиотека вошла в состав ГБУК г. Москвы «ЦБС ЦАО» как Библиотека им. Д. В. Давыдова. 17 сентября 2014 образована Библиотека № 11 им. Д. В. Давыдова ГБУК г. Москвы «ЦБС ЦАО» путем объединения Библиотеки им. Д. В. Давыдова и Детской библиотеки № 29 ГБУК г. Москвы «ЦБС ЦАО». В комплекс библиотеки входит отдел «Центр детского развития» (Шмитовский проезд, д. 46, корпус 2).

В связи с реорганизацией ГБУК г. Москвы "ЦБС ЦАО" и в соответствии с приказом Департамента культуры города Москвы от 21 января 2022 г. № 29/ОД "О внесении изменений в Устав Государственного бюджетного учреждения культуры города Москвы "Централизованная библиотечная система Центрального административного округа" (редакция № 7) обособленное структурное подразделение Библиотека № 11 имени Д.В. Давыдова вошло в состав ГБУК г. Москвы "ОКЦ ЦАО".
Для жителей и гостей столицы библиотека предлагает следующие услуги: библиотечно-информационное обслуживание и выдача книг на дом; заказ литературы через сервис "Библиотеки Москвы" mos.ru/knigi, организация и проведение мероприятий, мастер-классов, лекций; посещение выставок и экскурсий.
Для пользователей организован бесплатный доступ к электронно-информационным ресурсам: электронный каталог, электронная библиотека "ЛитРес", "НЭБ", электронные версии периодических изданий "East View".
В 2019 году произошел "перезапуск" библиотеки в абсолютно новый формат с функциональной реорганизацией пространства и позиционированием себя как "Библиотека Времени: Прошлое, Настоящее, Будущее" с центром визуальных искусств, в котором создается и пульсирует творческая среда, соответствующая требованиям современных жителей города.
В рамках программы по модернизации "Московские библиоцентры" в 2020 году библиотека приняла новый современный облик: большие площади зала "Визуальных искусств" оборудованы всем необходимым для организации выставок художников, проведения семинаров, конференций, спектаклей и концертов. Зал кинолектория приглашает на круглые столы, беседы, лекции и просмотры различных кинолент. В зале "Книжный мир" представлена литература различных жанров и направлений для всех возрастов. Фонд регулярно пополняется новинками литературы. В разделе "Периодика" можно почитать статьи в журналах на любой вкус, от футбольных баталий, до темы о здоровье. В зале "Тихого чтения" есть возможность почитать любимую книгу в спокойной обстановке.
Для любителей компьютерного времяпрепровождения выделены специально оборудованные места.
Досуговая деятельность организована в интересах различных предпочтений посетителей: музыка (концерты и сольные выступления), театр (спектакли, читки), кино (просмотры документальных и публицистических фильмов). В библиотеке работает культурно-досуговое формирование "Стожары", которое объединяет любителей фольклора.
Библиотека активно сотрудничает с общественными и образовательными учреждениями района и округа, активно участвует во всех значимых мероприятиях округа, района от учреждений района.