Počátky karlovarského archivu a ničivý požár
Základem dnešního státního okresního archivu byl městský archiv Karlovy Vary uložený na městské radnici. 13. srpna 1604 město vyhořelo a kromě listin uchovávaných v té době na hradě v Chebu a kromě dvou knih shořely též všechny archiválie.
Požár ve městě znovu zasáhl archiv
23. května 1759 postihl město další požár, při němž se archiv podařilo zachránit, byť ne beze škod.
Děkan L. A. Stöhr uspořádal karlovarský archiv
Teprve na počátku 19. století karlovarský archiv uspořádal děkan Leopold August Stöhr.
Prvním archivářem jmenován prof. dr. Karl Ludwig
Roku 1894 byl prvním archivářem města Karlovy Vary jmenován gymnaziální profesor dr. Karl Ludwig.
Vznik Okresního archivu Karlovy Vary
Okresní archiv Karlovy Vary vznikl na základě vládního nařízení č. 29 v roce 1954 a stal se odborným zařízením ONV Karlovy Vary, v oné době sídlil v budově někdejšího okresního hejtmanství. Postupně sem byly přestěhovány městské registratury Abertam, Bečova nad Teplou, Bochova, Doupova, Jáchymova, Nejdku, Ostrova a Žlutic a dále fondy z bývalých politických okresů Nejdek (do r. 1949) a Jáchymov (do r. 1951).
Do karlovarského archivu převezeny fondy okresů Teplá a Žlutice
V roce 1960 zanikl okres Toužim, z nějž byly do okresního archivu převezeny fondy bývalých politických okresů Teplá a Žlutice.
Okresní archiv přestěhován do bývalé obecné školy v Rybářích
V letech 1971–1972 byl okresní archiv přestěhován do bývalé obecné školy v Rybářích, kde sídlí ve značně stísněných podmínkách dodnes. Výhledově se počítá s výstavbou nové archivní budovy.
Archiv podřízen Okresnímu úřadu Karlovy Vary
V roce 1990 byl archiv vyňat z kompetence odboru vnitra ONV a podřízen přímo přednostovi Okresního úřadu Karlovy Vary.
Karlovarský archiv součástí SOA v Plzni
Od 1. července 2002 se stal vnitřní organizační jednotkou Státního oblastního archivu v Plzni.