Placówka archiwalna została powołana do życia w lutym 1950 roku w Bielsku jako oddział powiatowy Archiwum w Katowicach (od marca 1951 roku jako Powiatowe Archiwum Państwowe w Bielsku). W lutym 1952 roku do Archiwum w Bielsku włączono zasób Archiwum Miejskiego w Bielsku, które wykształciło się z registratury miejskiej około roku 1887 roku. Od 1951 roku w związku z utworzeniem połączonego śląsko-galicyjskiego miasta Bielsko-Biała kompetencja Archiwum została rozszerzona na b. galicyjską część nowego miasta. W latach 2013-2015 został wybudowany nowoczesny budynek archiwalny w Bielsku-Białej, który został oddany do użytku w czerwcu 2015 roku. W związku z tym do zasobu oddziału bielsko-bialskiego zostały włączone materiały archiwalne z zlikwidowanych oddziałów w Oświęcimiu (został zlikwidowany z dniem czerwca 2005 roku) i Żywcu (został zlikwidowany z dniem 1 października 2015 roku). Kierownikami oddziału bielskiego, a później bielsko-bialskiego byli: Aldona Hendzel (1951-1952), Janina Radoń (1952-1956), Zofia Rączka (1956-1959), Maria Kocych-Imielska (1959-1963), Irena Jagoda (1965-1987) i Grażyna Sokół-Szołtysek (1987-2015). Aktualnie Archiwum kieruje Paweł Hudzik.