Саратовский губернский архив был образован решением Саратовского губисполкома от 1 июля 1918 года. В 1923 г. губернский архивный фонд был разделен на архив Октябрьской революции (АОР) и исторический архив. Основную часть исторического архива составили документы, собранные членами Саратовской ученой архивной комиссии, созданной в 1886 г. краеведами-любителями.

В 1928 г. в связи с изменениями административно-территориального деления губернский архив преобразован в Нижневолжский краевой, в 1934 г. – в Саратовский краевой, а с образованием в 1936 г. Саратовской области – в областной архив. В 1941 г. в соответствии с постановлением СНК СССР № 723, утверждающем сеть государственных архивов исторический архив и АОР были объединены в государственный архив Саратовской области (ГАСО) с филиалами в гг. Балашове, Вольске, Пугачеве, Энгельсе. В 1975 г. был создан филиал ГАСО в г. Балакове, в 1999 г. этот филиал прекратил свое существование, его документы вошли в состав архивного отдела муниципального образования Балаковского района Саратовской области.

Распоряжением Правительства Саратовской области от 7 июля 2005 года № 187-Пр на базе филиала Государственного архива Саратовской области в г. Энгельсе создано государственное областное учреждение «Государственный исторический архив немцев Поволжья в г. Энгельсе».

Распоряжением Правительства Саратовской области от 15 июля 2005 года № 205-Пр создано областное государственное учреждение «Государственный архив Саратовской области» (ОГУ ГАСО). Государственное учреждение создано на базе существующего ГАСО в пределах существующей численности работников архивов. Учредителем ОГУ ГАСО выступает управление по делам архивов Правительства Саратовской области.

В состав областного государственного учреждения «Государственный архив Саратовской области входили филиалы в городах Балашове, Вольске, Пугачеве. В 2014-2016 гг. произошли изменения в сети филиалов – были ликвидированы филиалы в гг. Балашове и Вольске.

До 2019 г. фонды ГАСО размещались в здании, введенном в эксплуатацию в 1980 г.

В 2018 году при поддержке федерального центра был реализован завершающий этап строительства. В конце 2018 г. было завершено строительство административной пристройки к зданию, в которой были предусмотрены помещения и кабинеты для всех служб архива, и 3-й очереди, в которой располагаются архивохранилища; 12 марта 2019 г. административная пристройка и новые архивохранилища введены в эксплуатацию.

В 2020 г. и 2022 г. более 22 тысяч дел периода до 1917 г., находившиеся з удаленных архивохранилищах в гг. Вольске и Балашове, были перемещены в г. Саратов

ГАСО хранит 2280 фондов, в которых находится около 1 млн. 240 тысяч архивных дел. Документы отражают историю развития Саратовской губернии, края, области с середины XVIII до настоящего времени.

В составе ОГУ ГАСО действует филиал в г. Пугачеве, хранящий 709 фондов, более 108 тысяч дел.