Das Stadtarchiv bewahrt die schriftliche Überlieferung zur Geschichte der Stadt Dortmund. Diese reicht bis ins 13. Jahrhundert zurück. Durch die fortlaufende Übernahme von städtischen Akten und anderen bedeutsamen Dokumenten wachsen die Bestände des Archivs ständig weiter. Dazu gehören zahlreiche Nachlässe von Privatpersonen, Dokumente von Kirchen, Parteien und Firmen sowie umfangreiche Sammlungen von Fotos und Grafiken, Filmen, Karten und auch eine lokale Pressedokumentation.

Ein Teil des Stadtarchivs ist die Mahn- und Gedenkstätte Steinwache, der zentrale Erinnerungsort an die NS-Verbrechen in Dortmund. Auch die Geschäftsstelle des Historischen Vereins für Dortmund und die Grafschaft Mark e.V. ist im Stadtarchiv beheimatet. Grundlage für die Arbeit des Stadtarchivs ist das Archivgesetz NRW.