Das Ratsarchiv wird erstmalig im Jahr 1301 erwähnt. Im Stadthaus befand sich eine verschließbare Lade, "der Stadt Kisten", in der alle wichtigen Unterlagen des Rates aufbewahrt wurden. Im Jahr 1491 verfasste der Benediktinermönch Henning Hagen die erste Chronik der Stadt. Er verzeichnete u. a. Urkunden und versah jedes Exemplar mit einer kurzen Inhaltsangabe. In den folgenden Jahrhunderten verblieb das Archiv im Stadthaus. 

Der Bestand wuchs und geriet immer wieder in Unordnung. Im 16. und 17. Jahrhundert war das Ratsarchiv im Syndikatshaus am Papenberg untergebracht und wurde von dem jeweiligen Stadtsyndikus verwaltet. Schließlich kehrte es wieder ins Rathaus zurück. Bürgermeister Lichtenstein kümmerte sich im 18. Jahrhundert persönlich um das Archiv. Im Jahr 1839 wurde die Urkundensammlung von dem späteren Wolfenbütteler Oberbibliothekar Dr. Ludwig Konrad Bethmann neu erfasst.

Eine völlige Neuordnung  der gesamten bis dahin gesammelten Verwaltungsakten erfolgte in den Jahren 1843 bis 1846 durch den Landesarchivregistrator Ehlers. Das Archiv war zu dieser Zeit im zweiten Stock des Rathauses untergebracht. In den letzten Kriegsjahren wurde es in die Kellerräume des Rathauses ausgelagert, nach Kriegsende erfolgte die Unterbringung auf dem Dachboden. Während dieser Zeit wurden die Archivalien durch Feuchtigkeit und Temperaturschwankungen z. T. erheblich beschädigt.

Mitte der achtziger Jahre des 20. Jahrhunderts wurde das Stadtarchiv in die Kellerräume des neu erbauten Hallenbades verlegt, wo die Magazine wiederum einen äußerst ungünstigen Standort hatten.

Mit dem Umzug im Jahr 1994 in das erste Stockwerk des ehemaligen Kaiserlichen Postamtes fand das Helmstedter Stadtarchiv endlich eine angemessene Bleibe. Ein Kilometer Archivgut ist hier auf einer Fläche von 380 qm untergebracht.