Con el objeto de cumplir el Decreto de 12 de noviembre de 1931, de creación de los Archivos Históricos Provinciales, el 4 de abril de 1932 se constituyó el Patronato del Archivo Histórico Provincial. Este comisionó al jefe de la Biblioteca Popular del Ayuntamiento, Ricardo Magdaleno, para que se hiciese cargo del nuevo centro.La primera actuación se produjo en abril de 1933 al quedar a su cargo los protocolos centenarios del Colegio Notarial de Valladolid, aunque sin cambiarlos de sede. En noviembre de 1935 el Archivo pasa a ubicarse en el Palacio de Santa Cruz, lo que permite en 1937 recoger los protocolos de Tordesillas.

En de octubre de 1938 el archivero de la Delegación de Hacienda, Ángel de la Plaza Bores, se hace cargo del Archivo acumulando las dos direcciones. La falta de espacio hará que hasta 1941 no se incorporen los protocolos de Medina del Campo. En 1943 el Archivo se traslada a una nueva sede, el edificio principal de la Universidad, ocupando dos alas de la planta baja y parte del semisótano. Esta ampliación permitió recoger los protocolos de Medina de Rioseco y de Olmedo en 1945. En 1946 ingresan los fondos del Archivo Universitario que estaban en estado lamentable y en 1947 se realiza el depósito del archivo de Simón Ruiz, procedente de Medina del Campo. En el año 1951 se da refrendo legal a una situación de hecho: la Orden del Ministerio de Educación Nacional de 5 de mayo acuerda que el Archivo de la Universidad pase a formar parte del Archivo Histórico Provincial denominándose Archivo Histórico Provincial y Universitario.

En los años cincuenta ingresan todos los protocolos centenarios de la provincia. Además en 1958 y 1959, ingresaron la mayoría de los libros de las extinguidas Contadurías de Hipotecas, y en 1953 la Diputación Provincial depositó la documentación de las cofradías desamortizadas, el año anterior comenzó la organización sistemática de la documentación universitaria. Frente al dinamismo de los años cincuenta, los sesenta son de estancamiento salvo para el Archivo Universitario.En el año 1971. En los años setenta se vuelven a recoger de forma sistemática los protocolos que van cumpliendo cien años. En 1975 ingresa la documentación anterior al siglo XX de la Delegación de Hacienda como el Catastro de Ensenada y los documentos de Desamortización; en 1976 ingresa el Hospital de la Resurrección, en 1977 la Diputación Provincial deposita su documentación de Quintas y Presupuestos Municipales, en 1978 y 1979 ingresan las Delegaciones Provinciales de la Sección Femenina, Organización Sindical, de Información y Turismo y Junta Provincial de Beneficencia. Este espectacular incremento documental fue posible gracias a la ampliación del depósito realizada entre los años 1978 y 1980 que permite alcanzar los 6.500 metros lineales de estantería metálica.La disolución del maridaje entre el Archivo de la Universidad y el Histórico Provincial comienza en 1988 cuando la Universidad crea la plaza de Director del Archivo Universitario, que será ocupada en 1991. Pero el paso definitivo no se dará hasta al año 1993 en que por Orden de 6 de abril del Ministerio de Cultura se autoriza la separación del fondo universitario para su custodia por la Universidad, aunque de hecho los dos Archivos siguieron físicamente unidos. Finalmente en mayo de 1996 el Archivo cambia su sede trasladándose al Palacio de los Vivero.