На основании Постановления Совета Народных Комиссаров БССР от 11 февраля 1940 года "Об организации архивного дела в Барановичской, Пинской, Вилейской, Брестской и Белостокской областях БССР" был организован Государственный архив Вилейской области. Он находился в городе Вилейке и размещался в 5 различных помещениях. В 1940 году штат облархива наcчитывал 10 человек (директор, бухгалтер, два архивно-технических работника, инспектор, кассир-секретарь, ст. научный работник, курьер-уборщица и два сторожа).

В архиве концентрировались, главным образом, документы оперативного значения и почти не было материалов исторического характера, причем из имевшихся материалов значительная часть подлежала передаче в другие архивы. В большинстве своем архивные материалы были разбиты по фондам и группам фондов, но не все они были описаны (25% материалов находилась в состоянии россыпи). Всего в архиве до Великой Отечественной войны находилось 130 тысяч единиц хранения.

В период Великой Отечественной войны и немецкой оккупации часть документов не сохранилась, но часть удалось спасти: они были эвакуированы в город Саратов. После войны из Саратовского облархива в Молодечненский вернулись 4625 единиц хранения.

В июле 1944 года государственный архив Вилейской области возобновил свою деятельность в г.Вилейке. На основании Постановления Президиума Верховного Совета БССР от 20.09.1944 года Вилейская область была переименована в Молодечненскую, в связи с чем госархив Вилейской области был переименован в госархив Молодечненской области и переехал в г.Молодечно.

После долгих скитаний и почти ежегодных переездов, в 1960 году с целью обеспечения сохранности документальных материалов, по решению Минского облисполкома, архив разместился в здании бывшей Молодечненской тюрьмы, где и находился по декабрь 2009 года. С декабря 2009 года архив находится в здании по ул.В.Гостинец,113 б.

20.09.1996 года филиал госархива Минской области в г.Молодечно переименован в зональный госархив г.Молодечно, с 20.03.2012 - зональный государственный архив в г.Молодечно.