L'Archivio di Stato di Pistoia ha sede in un edificio del centro storico situato dietro piazza della Sapienza e a pochi passi da piazza del Duomo.
L'immobile, oggi proprietà del Comune, fu realizzato nella prima metà del ’700 per dotare la città di una fabbrica per il ricovero di poveri e pellegrini, in sostituzione dell’ospedale di San Matteo; il progetto fu attuato incorporando e demolendo alcune case di proprietà della Pia Casa di Sapienza, nei pressi della chiesa di S. Jacopo in Castellare. L’attività del nuovo ospedale fu tuttavia breve, poiché nel 1782 Pietro Leopoldo lo destinò a sede della Scuole normali per fanciulle povere; subito dopo la prima guerra mondiale l’edificio tornò a essere temporaneamente adibito a ospedale militare.
A partire dal 1927, quando Pistoia fu elevata a capoluogo di provincia, su iniziativa di Quinto Santoli nei locali delle ex scuole leopoldine furono raccolti l’archivio storico comunale e gli archivi di istituzioni e opere pie della città e del contado. Essi costituirono il primo nucleo della Sezione di Archivio di Stato, istituita nel 1941 e poi divenuta Archivio di Stato nel 1963.
L’edificio e il patrimonio documentale furono gravemente danneggiati dai bombardamenti del 1943: l’Archivio fu riaperto nel 1955, ma solo dal 1967 ebbe piena funzionalità.