Das Stadtarchiv Zürich ist primär das Archiv der Stadt Zürich seit 1798 sowie der 19 eingemeindeten Dörfer, die heute zur Stadt Zürich gehören. Wie die Gemeindearchive reichen verschiedene andere Bestände in die "vorhelvetische" Zeit zurück, besonders was die städtischen Güter betrifft, etwa das Fraumünsteramt, den Sihlwald oder das Pfrundhaus St. Jakob an der Sihl. Ebenso sind die Bürgerbücher seit dem Spätmittelalter und die pfarramtlichen Register seit der Reformationszeit im Stadtarchiv Zürich greifbar. Im Zentrum stehen die Akten der städtischen Behörden und der gesamten Stadtverwaltung der letzten 200 Jahre. Von hervorragender Bedeutung ist auch die Abteilung "Spezialarchive" mit rund 600 Beständen, die den Blick auf die Stadtgeschichte erweitern. Zu Kultur, Wirtschaft und Gesellschaft, auch zur Alltagsgeschichte bieten diese Bestände reiches Material. Eine 1943 bis 1954 grundlegend neu organisierte Bibliothek ergänzt die Archivbestände (Präsenzbibliothek mit Schwerpunkt Turicensia). Zur Archivbibliothek gehört auch eine umfangreiche Sammlung von Zeitungsausschnitten.

Das Stadtarchiv Zürich ist kein "Gründungsarchiv", d. h. es gibt weder einen Gründungsakt noch ein diesbezügliches Datum. Das städtische Archiv entstand de facto nach der Auflösung des alten Zürcher Stadtstaates 1798, wonach sich neue kantonale und städtische Institutionen bildeten. In den Jahren 1803 und 1805 wurden die Güter von Stadt und Kanton Zürich formell getrennt.

Das Stadtarchiv Zürich ist ein spät institutionalisiertes Archiv. Im 19. Jahrhundert kam es im städtischen Archivwesen zu ersten Zentralisierungsversuchen. Im Hinblick auf die Zürcher Eingemeindung von 1893 (Übernahme von 11 Gemeindearchiven) drängte sich die Schaffung eines Archivplans auf. Er brachte die Einteilung des Archivguts in zehn mit römischen Zahlen bezeichnete Abteilungen (1894). Das Stadtarchiv wurde damals vom Substituten des Stadtschreibers geleitet; organisatorisch gehörte es zur Stadtkanzlei. Obwohl schon die seit 1893 geltende Gemeindeordnung der Stadt Zürich "für die Archivgeschäfte" einen Stadtarchivar als Leiter des städtischen Archivwesens in Aussicht genommen hatte (Gemeindeordnung vom 24. Juli 1892, Art. 63), wurde dessen Stelle erst 1930 geschaffen. Von 1909 an verfügte das Stadtarchiv Zürich erstmals über einen ständigen Archivar, womit es kontinuierlich betreut werden konnte. Parallel dazu öffnete sich das Stadtarchiv dem Publikum. Die Gemeindeordnung vom 15. Januar 1933 brachte schliesslich die Lösung des Stadtarchivs von der Stadtkanzlei. Mit der zweiten Eingemeindung kamen 1934 weitere 8 Gemeindearchive ins Stadtarchiv Zürich.