Im Stadtarchiv wird das Schriftgut der Bonner Stadtverwaltung verwahrt. Auch ein Großteil der seit 1798 geführten Personenstandsregister (Zivilstandsregister) befinden sich im Stadtarchiv.

Zu diesem teilweise mehrere Jahrhunderte alten Verwaltungsschriftgut kommen über 400 Nachlässe von Bürger*innen, Vereinen und Firmen hinzu, Sonderbestände aus der Kriegs- und Besatzungszeit (Erster Weltkrieg) und Sammlungen – etwa Karten und Pläne, Münzen und Medaillen sowie Briefe von Bonner Persönlichkeiten.

Die Sammlung der Urkunden beginnt mit dem Jahre 1256, die Handschriftensammlung datiert bis in das 15. Jahrhundert, die Bonner Kirchenbücher liegen aus dem 17. und 18. Jahrhundert vor.

Die Nutzung der Bestände steht allen Interessierten innerhalb der geltenden Nutzungsbedingungen offen und ist gebührenfrei. Eine Recherche in den Beständen ist im Lesesaal über die Datenbank „Augias“ sowie über Findbücher und Findkarteien möglich.

Das Stadtarchiv ist darüber hinaus um eine ständige Ergänzung seiner Bestände bemüht: Nachlässe von Bonner Personen kommen ebenso wie Sammlungen, die sich mit der Stadt im weitesten Sinn beschäftigen, für eine Übernahme in Frage.  Auch Unterlagen von Bonner Bürger*innen können durchaus für die Stadtgeschichte von Interesse sein und stellen, wie etwa im Falle von Tagebüchern, wichtige Zeitdokumente dar. So sammelt das Stadtarchiv auch Feldpostbriefe aus der Zeit des Ersten und Zweiten Weltkriegs und ist um jede weitere Ergänzung der Bestände dankbar.

Mit fast 166.000 Bänden und 1.790 Mikrofilmen (Stand: 2021) steht die Stadthistorische Bibliothek allen Bürger*innen kostenlos zur Verfügung. Diese wissenschaftliche Spezialbibliothek ist öffentlich und umfasst die Bonner Stadtgeschichte sowie die rheinische Geschichte und Stadtgeschichtsforschung.

Die stadtgeschichtliche Dokumentation des Stadtarchives Bonn bietet mehr als 6,5 Millionen Fotografien, Grafiken, Postkarten, Plakate, Flugblätter sowie Filme und Tonträger mit Bonn-Bezug. Gegen Gebühr können von Bildern, Plakaten und Flugblättern digitale Reproduktionen angefertigt werden.

Zu den Aufgaben des Stadtarchivs gehören neben der Übernahme, Ergänzung, Erschließung, Erforschung und der Bereitstellung von Archivgut auch das sichere Verwahren, Erhalten und Instandsetzen des historischen Materials. Bei der Bestandserhaltung, das heißt Restaurierung, Digitalisierung und Anschaffung archivgerechter Verpackungen, werden Stadtarchiv und Stadthistorische Bibliothek durch den Landschaftsverband Rheinland (LVR) finanziell unterstützt, damit auch künftige Generationen die Bonner Stadtgeschichte anhand von Originalquellen nachvollziehen können.