Počátky Státního oblastního archivu v Litoměřicích sahají do roku 1948, kdy byl ke dni 21.12. zřízen v Litoměřicích depozitář archivu ministerstva vnitra.
Ten přešel od 1.1.1950 do správy KNV v Ústí n. L. a změnil svůj název na Krajský archiv Litoměřice. Současně byly od roku 1949 budovány tzv. oblastní zemědělské archivy. První vznikly převzetím již existujících patrimoniálních archivů v Roudnici n.L. a v Postoloprtech. Později přibyly archivy v Děčíně a v Libochovicích a roku 1952 byly tyto archivy přejmenovány na zemědělsko-lesnické. Krajský archiv se stal na základě rozhodnutí státní archivní komise vrcholným orgánem archivní služby v kraji a začal vykonávat všeobecnou inspekci nad všemi archivy. Po stránce odborné však zemědělsko-lesnické archivy podléhaly ústřednímu zemědělsko-lesnickému archivu. Po vydání vládního nařízení o archivnictví roku 1954 byly stávající krajské archivy přejmenovány na státní archivy a jejich řízení převzala archivní správa ministerstva vnitra. Zemědělsko-lesnické archivy se od 1.1.1956 staly zemědělsko-lesnickým oddělením státního archivu. Archiv v Postoloprtech zanikl, roudnický archiv byl nejprve přestěhován do Pátku a na počátku šedesátých let do Žitenic, v sedmdesátých letech zaniklo i pracoviště v Libochovicích. K dalším organizačním změnám došlo na základě územně správní reformy k 1.7.1960. Po vzniku Severočeského kraje se dosavadní státní archiv v Jablonci n.N. stal pobočkou státního oblastního archivu v Litoměřicích, jehož územní působnost se rozšířila na celý Severočeský kraj. Po přijetí zákona o archivnictví roku 1974 měl státní oblastní archiv v Litoměřicích centrálu v Litoměřicích, pobočku v Jablonci n.N., pobočky se zemědělsko-lesnickými fondy v Děčíně a v Žitenicích a depozitář na zámku Skalka ve Vlastislavi. V osmdesátých létech byla zrušena pobočka v Jablonci n.N. a v devadesátých létech bylo po získání budovy podnikového archivu SHD zřízeno pracoviště v Mostě. K zatím poslední významné změně struktury státního oblastního archivu došlo 1.8.2002, kdy se archiv stal organizační složkou státu a byly do něho začleněny státní okresní archivy, které zrušením okresních úřadů ztratily zřizovatele. Zároveň došlo k reorganizaci jednotlivých oddělení původního oblastního archivu – jednotlivá pracoviště spravující fondy uložené v Litoměřicích, Mostě a Žitenicích byla začleněna do Oddělení správy fondů a sbírek, předarchivní péče byla přesunuta do Oddělení metodiky, kontroly, výběru archiválií a evidence Národního archivního dědictví. V roce 2010 opustil archiv budovu zámku v Žitenicích a tamní archivní soubory byly přestěhovány do nově opravené budovy kasáren v Kamýcké ulici v Litoměřicích. Téhož roku vzniklo Oddělení využívání a ochrany NAD, které zastřešuje obě badatelny v Litoměřicích a restaurátorskou dílnu.