L'any 1149 es produeix la reorganització del territori i la restauració eclesiàstica endegada pel bisbe de Roda Guillem Pere de Ravidats, amb data 30 d'octubre del mateix any. Però no fou fins l'any 1168 quan el mateix bisbe promulga l'Ordinatio Ecclesiae Ilerdense és a dir la reglamentació de l'església de Lleida així com l'organització del Capítol: s'estableix l'assignació de béns i rendes per al sosteniment de l'església catedral i les seves institucions. A partir d'aleshores el Capítol s'estructura en vint-i-cinc canonges que adopten la regla de sant Agustí.

Tota aquesta documentació relativa a l'organització eclesial es compila en el Llibre Verd, f. 17-20. En aquest text s'especifica el sosteniment econòmic del Capítol a partir de la creació de grups parroquials regits per pabordies. Igualment, s'especifica la dotació de l'almoina del pobres (Pia Almoina), així com altres drets i béns territorials que creà el bisbe per al seu sosteniment.

Al llarg de la història de l'Arxiu Capitular se n'han succeït una sèrie de trasllats que, sens dubte, han determinat tant la formació com la conservació del seu fons.

Amb les reformes realitzades en el segle XV, concretament entre l'any 1441 i 1444, l'arxiu tindrà una nova ubicació: dins l’edifici de la Canonja, a l'ala nord del claustre de la Seu Vella; s'hi ubicà l'arxiu de les escriptures o arxiu notarial, tal com indica la documentació conservada en l'arxiu actual.

En el transcurs dels segles XV, XVI i XVII l'Arxiu romandrà en les mateixes estances i no serà fins el segle XVIII que, amb motiu de la conversió de la Seu Antiga en caserna militar, l'Arxiu es traslladarà a l'església de Sant Llorenç. Aquesta farà les funcions de seu catedralícia a més de les pròpies funcions com a església parroquial.

L'any 1781, amb la consagració de la Catedral Nova, l'Arxiu tindrà un nou emplaçament en les dependències dissenyades per l'arquitecte Cermeño.

L'any 1851 l'Arxiu s'engrandeix mercès a la firma del concordat entre la Santa Seu i l'Estat espanyol, pel qual queda suprimida la Seu de Roda d'Isàvena. Atesa la categoria de cocatedral que compartia amb la lleidatana, el Ministeri de Gràcia i Justícia va promulgar el 25 de març de 1864 la declaració de S.M. la Reina Maria Cristina d'agregar l'arxiu de Roda a l'església catedral de Lleida, incloent-hi els manuscrits que han arribat fins als nostres dies.

L'any 1936, la guerra civil va  comportar el ràpid trasllat dels fons als baixos de l'Institut d'Estudis Ilerdencs. Posteriorment es varen transportar a l'ermita de Butsènit i d'allí a Saragossa. Finalitzada la guerra, la documentació de l'Arxiu es diposità al Palau Episcopal fins a l'any 1955 en què s'instal·là novament a les dependències reconstruïdes de la Catedral Nova.

D'ençà que no solsament s'ha continuat amb la preservació d'aquest patrimoni històric, sinó que també s'ha procurat millorar en tot el possible, destacant la important reforma d'adequació i ampliació de l'espai arxivístic en l'any 2009, així com la posterior construcció de l'ascensor per millorar l'accessibilitat en l'any 2011.

Actualment es continua treballant en el catàleg i en l'inventariat de la documentació existent.