Bis 1919 gaben die Konsistorien in Aurich, Hannover, Osnabrück und Stade ihre ältere Akten, die zumeist aus der Zeit vor 1750 stammten, an die jeweils zuständigen Staatsarchive ab.
Nach dem Ersten Weltkrieg wurden Kirche und Staat getrennt. Da sich dadurch auch bei der Benutzung kirchlicher Akten Probleme ergaben, forderte die Landessynode seit 1926 mehrfach die Gründung eines eigenen Landeskirchenarchivs. Doch ergab sich erst Ende 1932 die Möglichkeit, im Haushalt der Landeskirche Gelder für Personal bereitzustellen.
Mit Verfügung vom 9. November 1933 wurde das Landeskirchliche Archiv gegründet, das die im Landeskirchenamt vorhandenen umfangreichen Archivbestände verwaltete und von den Kirchengemeinden wertvolle Archivalien als Deposita übernahm. Den Umzug in eigenes Archivgebäude vereitelte der Zweite Weltkrieg.
Als 1943 das Gebäude des Landeskirchenamtes zerstört wurde, gingen neben der laufenden Registratur auch erhebliche Teile des Archivs verloren. Weitere Archivalien vernichtete eine Hochwasserkatastrophe 1946. Die im Krieg ausgelagerten Bestände wurden zwischen 1946 und 1958 zurückgeführt.
Ab 1958 war das Archiv im neu errichteten Gebäude des Landeskirchenamtes, Rote Reihe 6, untergebracht. 1983 erhielt es ein Dienstgebäude in Hannover-Linden, für das ein ehemaliges Gemeindehaus umgebaut wurde. Es dient heute als Außenmagazin.
1999 bezog das Archiv seinen heutigen Standort in einer früheren Postfiliale in der Goethestraße in unmittelbarer Nähe des Landeskirchenamts. Zur Erweiterung der Lagerfläche wurde ein ehemaliges Kirchengebäude in Hannover als weiteres Außenmagazin eingerichtet.