La storia dell’Archivio riflette le secolari vicende della Chiesa veneziana. Ubicato in origine presso l’antica cattedrale a San Pietro di Castello, nel cui chiostro un’iscrizione riporta ancor oggi l’intestazione “Cancellaria patriarcalis”, l’archivio della Curia vescovile di Castello ci è stato tramandato per lacerti lacunosi solo a partire dallo scorcio del XIV secolo.

Vere e proprie serie cancelleresche si andranno incrementando con l’elevazione del vescovado di Castello a patriarcato di Venezia nel 1451 e la contestuale soppressione del titolo patriarcale della sede di Grado; con il 1441 risulta anche avviata la pregiata serie dei processi matrimoniali. Al nucleo documentario originario si affiancarono le carte dell’archivio del soppresso patriarcato gradense e, quindi, i fondi degli antichi episcopati lagunari che in tempi diversi furono annessi a quello di Venezia: Equilo (1466), Caorle e Torcello (1818).

Intorno alla metà del ’700 alcune operazioni di ordinamento contribuirono ad assegnare all’archivio la sua attuale fisionomia. Durante il patriarcato di Giovanni Bragadin (1758-1775), il “deputato archivista” della Cancelleria Giovanni Battista Scomparin avviò l’ordinamento di molte serie dell’archivio, redigendo contestualmente diversi volumi di compilazioni e repertori, tra cui i “Repertoria causarum civilium et criminalium”. Un monumentale “catastico” in quattro tomi contenente regesti di pergamene, carte e registri dall’anno 881, fu redatto in quegli anni anche per l’archivio della Mensa patriarcale.
Nel 1807, trasferita la sede patriarcale da San Pietro di Castello alla basilica marciana, l’unificazione del Capitolo canonicale di San Pietro di Castello con quello palatino di San Marco, mise le premesse per la fusione dei due rispettivi nuclei documentari, operazione testimoniata dal “catastico” compilato nel 1866 dal canonico Alessandro Piegadi, cancelliere capitolare.
Fino al completamento della costruzione della nuova residenza patriarcale in piazza San Marco nel 1840 gli uffici di Curia e con essi l’Archivio furono ripetutamente trasferiti in diversi edifici: si determinarono in tal modo alcuni depauperamenti del complesso documentario, conservatosi fino a quel momento sostanzialmente integro.
Nel 1879 il soprintendente agli archivi veneti Bartolomeo Cecchetti ottenne per l’Archivio di Stato attraverso alcuni tortuosi passaggi di carte con l’Economato benefici vacanti, il fondo antico della Mensa patriarcale.
Nel secolo XX a limitate dispersioni si affiancarono talune operazioni di ordinamento, intensificatesi in coincidenza con l’attività della Commissione sugli archivi e biblioteche ecclesiastiche operante durante i patriarcati di Angelo Roncalli e Giovanni Urbani (1953-1958; 1959-1969).
Con la direzione di don Bruno Bertoli, dal 1991 al 2003, l’Archivio ha messo in atto alcune rilevanti iniziative di riorganizzazione, di valorizzazione di fondi e di più ampia apertura alla consultazione. Nel 1993 l’Archivio si è trasferito dall’ultimo piano del palazzo patriarcale alla sede di Sant’Apollonia, sviluppando così la sua fisionomia di Archivio diocesano. In esso, a fianco dell’archivio della Curia, del Capitolo e del Primicerio, sono confluiti numerosi altri fondi di parrocchie, di associazioni e di privati.
In tempi recenti il patrimonio documentario dell’Archivio storico del Patriarcato di Venezia e i fondi ecclesiastici sul territorio ad esso facenti capo sono stati interessati da alcuni innovativi progetti speciali di censimento e inventariazione. Nel 2015 si è trasferito nell’attuale sede a Punta della Dogana, ricongiungendosi con la Biblioteca diocesana “Benedetto XVI”.