Начало по собиранию и описанию архивных документов, имеющих значение для истории края, положила Пензенская губернская ученая архивная комиссия (1901-1917 гг.).

В 1919 году было образовано Пензенское губернское управление архивным делом, начавшее работу по собиранию документов ликвидированных учреждений.

В 1922 году губернское управление архивным делом преобразовано в губернское архивное бюро.

В 1928 году Пензенская губерния была ликвидирована, губархивбюро реорганизовано в окружное архивное бюро при Пензенском окрисполкоме.

В 1930 году, после ликвидации Пензенского округа, преобразовано в кустовое архивное бюро, которое существовало до 1931 года.

С 1932 по 1937 год было отделением Куйбышевского краевого и областного архивного управления

С октября 1937 по февраль 1939 года - отделением Тамбовского областного архивного управления.

В 1939 году, с учреждением Пензенской области, был образован архивный отдел УНКВД и подведомственный ему Государственный архив Пензенской области.

С 1961 года Государственный архив Пензенской области подчинялся архивному отделу Пензенского облисполкома

В 1991 году в состав ГАПО в качестве отдела фондов общественно-политических организаций вошел бывший архив Пензенского обкома КПСС, созданный в 1940 году.

C 24 октября 1991 года Государственный архив Пензенской области подчинялся архивному отделу администрации Пензенской области

С 1997 года стал называться ГУ "Государственный архив Пензенской области".

В 1991 году в состав ГАПО в качестве отдела фондов общественно-политических организаций вошел бывший архив Пензенского обкома КПСС, созданный в 1940 году.