Situada na Rua das Carmelitas no Porto, foi inaugurada a 13 de Janeiro de 1906. O projecto do edifício é da autoria do Engº Xavier Esteves, em estilo neogótico, destacando-se como elementos decorativos na fachada a ornamentação fitográfica, duas figuras pintadas simbolizando a Arte e a Ciência, estas duas da autoria de José Bielman, os coruchéus e o rendilhado que encima o edifício.
No seu interior destacam-se do trabalho rendilhado dos madeiramentos em estilo gótico e dos tectos lavrados em estuque, a escadaria central, o vitral em ferro e vidro, a galeria enquadrada por grandes candelabros suspensos e bustos de ilustres homens de letras da autoria do escultor Romão Júnior, que colocados nos pilares, se encontram enquadrados por baldaquinos. Mandado construir propositadamente para o uso que até hoje conheceu, foi propriedade de Ernesto Chardron, posteriormente de Lugan & Genelioux, Suc. tendo apenas em 1919 passado a Lello & Irmão, Lda.
Passados 20 anos sobre a primeira obra de restauro, é sujeita a nova intervenção, agora mais profunda, entre 2015 e 2018 – obra de reabilitação do telhado, da fachada, do lanternim e do vitral, posteriormente obra de conservação e restauro interior. Corrigem-se patologias existentes, são repostas as cores originais de fachada e recupera-se o vitral, repondo-se todos os elementos em falta. Recuperam-se todos os madeiramentos e estuques. É introduzido sistema de climatização, completamente escamoteado no existente, e são revistas todas as restantes redes que servem o edifício. É estudada nova iluminação para o espaço, assim como sinalética desenhada especificamente para a Livraria.
São ainda criadas a Sala Saramago, em 2020 e a Sala Gemma, em 2021, que apenas correspondem a redefinição de uso de espaços já existentes, adaptando ou criando para o efeito a estantaria necessária.
A Livraria Lello aguarda a classificação de Monumento Nacional e é considerada uma das Livrarias mais bonitas do mundo.