Durante buena parte de la Edad Media, y hasta bien entrada la Edad Moderna, el archivo del concejo de Valladolid se custodió en un arca de madera dotada de tres llaves, sistema comúnmente utilizado por los municipios castellanos de la época para guardar documentos, moneda y otros bienes de valor. La primera noticia conocida de este arca aparece en una carta plomada de Enrique II del año 1375, en la que se dice que el arca donde se conservan los documentos está roída por los ratones. No obstante, la práctica de conservar documentos debió iniciarse mucho tiempo antes, como evidencia el hecho de que en el archivo se conserven documentos datados a partir de finales del siglo XII.

El arca, de cuya custodia eran responsables tres regidores «llaveros», se conservó durante toda la Edad Media dentro de los muros de distintas iglesias de la ciudad: en un principio en San Pelayo y después en San Miguel, aunque también ocasionalmente en Santa María y San Francisco. Esta ubicación, que combinaba seguridad y sacralidad, reflejaba de modo fiel la estrecha conexión que había existido entre Iglesia y gobierno concejil desde los orígenes de la institución municipal.

La creación del Estado Moderno y la reforma de la administración llevada a cabo por los Reyes Católicos, trajeron consigo un interés renovado por los archivos. Dos disposiciones legales, las pragmáticas de 9 de junio de 1500 y de 3 de septiembre de 1501, sientan las bases normativas que regularán los aspectos más importantes del funcionamiento de los Archivos concejiles durante la Edad Moderna: quiénes tienen responsabilidad sobre el archivo (el corregidor, los alcaldes, los regidores, y los escribanos), dónde deben conservarse los documentos (en un arca de madera con llaves), cómo debe utilizarse el archivo y, por fin, el contenido mismo del archivo: las cartas y ordenanzas enviadas por los reyes y los privilegios y sentencias que la población hubiera recibido. No forman parte del archivo en estos siglos los documentos que, cada vez en mayor magnitud, producen los escribanos del concejo, los arrendadores de sus propios y arbitrios y los mayordomos. Estos documentos permanecerán bajo la custodia de estos oficiales durante toda la Edad Moderna.

En sintonía con la creación de dos importantes archivos reales en la villa (el Archivo de la Real Chancillería en 1489 y el Archivo Real en 1509, que en tiempos de Carlos I se traslada a la fortaleza de Simancas), los nuevos tiempos traen cambios para el archivo del concejo. Así, sabemos que en 1499 se encarga un arca nueva por estar muy vieja la anterior; que desde este momento el concejo posee un arca grande en la que conviven los privilegios y los patrones de pesas y medidas; y que el vocablo «archivo» hace su aparición en 1507 sustituyendo al hasta entonces utilizado de «arca». Durante el reinado de Carlos I se encarga un arca nueva con copias y traslados de los documentos originales para uso de los regidores, tal y como se constata en las Ordenanzas Municipales de 1549, paso previo al traslado definitivo del archivo a las casas del consistorio de la plaza Mayor, que se produce en 1587.

Los principales responsables del archivo durante la Edad Moderna eran dos regidores, denominados «regidores llaveros”, “comisarios de los archivos” o simplemente “archiveros”. Cada uno de estos regidores era designado por uno de los dos linajes (Tovar y Reoyo) de la villa, y elegido por turno por el Ayuntamiento durante la renovación anual de oficios que tenía lugar en el último consistorio de cada año. Como custodios de dos de las llaves del archivo, los regidores reconocían el estado del archivo al inicio de su cargo y debían hacer inventario de la documentación, así como recoger la que por diferentes motivos estuviera fuera de él, colocándola en su sitio correspondiente. Además, eran llamados cada vez que se tenía que abrir el archivo, y debían dejar constancia de las entradas y salidas de documentos.

En sus quehaceres eran auxiliados por los escribanos del concejo, que, además de custodiar la documentación que ellos mismos producen, son también responsables de la realización de copias y traslados de los documentos y ostentan competencias en la organización y descripción de los documentos: la mayor parte de los inventarios que conservamos fueron hechos por ellos o con su participación, y su formación y experiencia les convierten en las personas más adecuadas para afrontar las tareas de organización y descripción del archivo. Además, son los principales usuarios de los documentos, no solo porque tienen bajo su control las importantes series que producen las escribanías, sino porque utilizan el archivo tanto para buscar antecedentes como para expedir copias a petición del municipio o de los particulares. Por último, también debieron ser responsables, al parecer, del control burocrático de las salidas e ingresos de documentos en el archivo: redactan las actas de entrega de la nueva documentación, inscriben las salidas en el libro registro de conocimientos, buscan los documentos solicitados y realizan copias simples o traslados.

Además, Valladolid contó en momentos puntuales (especialmente cuando fue necesaria la reorganización de fondos) con «archiveros profesionales». Así, en 1584 una Cédula Real autoriza al concejo de Valladolid a contratar durante 6 años a un “archivista” para que se ocupe del traslado de los fondos de la iglesia de San Miguel al Ayuntamiento y para la confección de los correspondientes inventarios. Del mismo modo, el concejo contrató a personas para componer el archivo en 1601, 1689, 1748, 1854 y 1861. No se trata de archiveros propiamente dichos, sino de personas letradas que cuentan con la confianza del Concejo y a las que se encomienda la misión de organizar sus papeles. Habrá que esperar hasta 1905 para tener un archivero de plantilla.

Pese a todas las prevenciones, durante toda la Edad Moderna, y hasta los albores del siglo XX, la pérdida de documentos y la desorganización de los fondos caracterizan la vida del Archivo, dos males que el Concejo intentará atajar, aunque sin éxito, de distintas formas. Por un lado mediante reiteradas prohibiciones de salida de escrituras del archivo y órdenes de devolución de las mismas (1508,1601, 1619, 1661, 1791, 1796, 1802), y por otro con los sucesivos intentos de sistematización e inventariado de fondos que se suceden a lo largo de toda la Edad Moderna y aún más allá (1510, 1513, 1541, 1549, 1561, 1688, 1787, 1791, 1841, 1861).

Las leyes municipales de la segunda mitad del siglo XIX (leyes de 1856, 1868 y 1870) introducen, además, la figura del archivero, y dejan claras las obligaciones de los municipios en relación con su patrimonio documental. De esta forma, durante las últimas décadas del siglo XIX corresponde a los secretarios la responsabilidad de la conservación y organización del archivo municipal, aunque podían ser eximidos de ella en el caso de que los ayuntamientos dispusieran de archiveros en sus plantillas.

Este proceso no estuvo exento de dificultades en Valladolid. En 1861 se presentó una Memoria del estado del archivo ante el Gobernador Civil, y se reconoce la necesidad de ponerlo a cargo de un empleado especial, un archivero, que reúna los conocimientos necesarios. También se establece la necesidad de un auxiliar que colabore con el archivero. Sin embargo, el Ayuntamiento decide finalmente no crear esta plaza. En 1873 tenemos constancia de la existencia de un archivero, Pedro Melón, que fue separado de su cargo (y posteriormente readmitido) por la venta de unos periódicos antiguos. Le sucederán varias personas, destacando Adolfo García Olmedo, que ocupó el cargo desde 1905 hasta 1947.

Por lo que respecta al edificio, desde que fuera trasladado a las casas consistoriales en tiempos de Felipe II, ha compartido espacio en ellas con el resto de las oficinas municipales, por lo general en régimen de precariedad, cuando no de abandono. Los escasos datos de que disponemos así lo avalan. En 1841 se elabora un informe que recoge la necesidad de realizar obras en el archivo, a la vista del cual, el Ayuntamiento acuerda reconocer la casa consistorial y procurar otro local más apropiado para el archivo. Se designa como local “donde estuvo la mesa de pasaportes” y se manda colocar unos estantes. Sin embargo, todas las noticias de la segunda mitad de siglo insisten en el abandono en que se encuentra. Poco después (1849), Pascual Madoz dice al hablar del edificio que ocupa dos cuartos en las dependencias que entonces se llaman “sección de contabilidad”. Pero esta ubicación resultó a todas luces insuficiente, y el incremento progresivo del volumen de la documentación producida acabará propiciando en el siglo XX la dispersión de los fondos municipales en varios depósitos (casas consistoriales, Archivo de la Real Chancillería, Monasterio de San Benito). La consecuencia más grave de las carencias de espacio, personal y presupuesto fue, sin duda, la incapacidad del archivo para hacer viable un trabajo archivístico completo, lo que ocasionó la pérdida de muchos fondos documentales al no poder ser, siquiera, recogidos.

A partir de mediados del siglo XX, y como reflejo de la irrupción del concepto de archivo como fuente para la Historia, se exige para el desempeño cargo de Archivero Municipal la titulación de licenciado en Filosofía y Letras, sección Historia.

La escasez de personal y de medios, así como la falta de un local digno, marcan la vida del archivo durante todo el siglo XX. Ello no impide, sin embargo, que sea en este período, especialmente durante la segunda mitad de siglo, cuando se sienten las bases de la recuperación y tratamiento profesional del archivo a través del inicio de la descripción sistemática de la documentación y de la publicación de fuentes documentales que se llevan a cabo de forma especialmente brillante durante la segunda mitad de la centuria bajo la iniciativa de Fernando Pino, archivero municipal entre 1967 y 1992, pionero del estudio de la diplomática municipal.