Les Archives départementales de Vaucluse ont connu depuis 1796 plusieurs lieux d'implantation de fortune à Avignon. Elles s'arrêtent définitivement au palais des Papes, dans une partie du « Palais vieux », en 1883.

La chapelle de Benoît XII est alors aménagée en dépôt, juste après le transfert de la prison départementale installée en ces murs dès la Révolution française. L'ancien préau de la prison des femmes, dont la nef est recouverte d'une voûte de pierre, s'apprête à accueillir deux kilomètres de documents. La conquête de la tour de la Campane et de l'aile des Familiers permet d'installer des documents ou des espaces de travail. Si extraordinaire qu'il paraisse, le palais des Papes semble la solution idéale par les réserves de place qu'il offre, par la sûreté de ses murailles isothermes et protectrices.

Les archives s'y taillent des kilomètres de rayonnages jusqu'aux derniers travaux qui, en 1982 avec le chantier de la tour de Trouillas, semblent avoir ouvert les ultimes espaces possibles à la colonisation du monument par les documents.

la Légation (série A) ,
la Chambre apostolique ;
la Rectorie du Comtat, ainsi que de nombreuses instances judiciaires (série B)

 les délibérations des États du Comtat Venaissin (série C).

Les archives de la papauté d'Avignon ne sont plus conservées en Avignon. Elles ont été transférées à Rome au XVIIIe siècle.

Les archives de la principauté d'Orange sont conservées en partie (série E) , malgré des dispersions répétées au cours des siècles.

Pour l'histoire administrative de la partie provençale, à l'est et au sud de l'actuel département, il faut souvent avoir recours aux archives des Bouches-du-Rhône et des Alpes-de-Haute-Provence.

Des fonds très importants proviennent de l'Église, clergé séculier comme régulier (séries G et H) . C'est dans le fonds de l'archevêché d'Avignon que l'on trouve la plus ancienne charte de Vaucluse datant de 898, la bulle en or de Charles II d'Anjou ou le cartulaire d'Anglic Grimoard.

Le fonds notarial du département (sous-série 3 E) est très riche. Plus de 60 000 registres, depuis la période médiévale, racontent l'histoire des familles, de leurs biens et de leurs alliances, leurs dévotions et leur vie sociale. 

Les archives administratives du département de 1790 à nos jours se retrouvent dans les séries L à Z . 

Des fonds conservés aux Archives départementales sont d'origine privée (sous-série 2 E ,  série J) : 

* fonds de familles - duché de Caderousse, archives Galéan de Gadagne par exemple ;

* ecclésiastiques - archevêché d'Avignon, archives du consistoire protestant du département ;

* d'entreprises industrielles ou commerciales - maison d'édition Aubanel, usine de soie Bouscarle, réglisserie Florent, minoterie Berthet ;

* de syndicats ( C.F.T.C.)

* d'associations. 

La presse locale (10 Per ), des collections de documents figurés (1 et 2 Fi ), d'affiches (9 J) et de cartes postales (7, 8 et 9 Fi), de la documentation (1 Doc et 2 Doc) et une bibliothèque font également partie des ressources des Archives départementales. 

Quelques pièces plus rares y figurent, comme le plan du Rhône aux environs d'Avignon de Nicolas Dipre, daté de 1514. 

C'est également ici que se trouvent, en dépôt, des fonds importants de communes et d'hôpitaux, dont les fonds anciens de la ville et des hôpitaux d'Avignon  (E dépôt Avignon et H dépôt Avignon ).