L'Archivio di Stato di Pisa fu istituito con decreto del Governo Provvisorio Toscano il 22 febbraio 1860. Vi confluirono gli archivi della Repubblica pisana, del Comune di Pisa sotto la dominazione della Repubblica fiorentina e quelli delle due dinastie granducali. Inaugurato il 4 giugno 1865 nella prima sede presso la Loggia de' Banchi, oggi sede sussidiaria, l'Archivio conserva un ricco patrimonio documentario con testi a partire dal secolo VIII. Oltre ad una ricca collezione di atti pubblici, il nucleo originario, che conservava anche gli archivi degli Ospedali Riuniti, dell'Opera della Primaziale, della Pia Casa della Misericordia e dei Cavalieri di Santo Stefano, si arricchì grazie all'acquisizione di documenti appartenuti ai monasteri pisani e a fondi di varia provenienza. Tra questi spiccano, per interesse scientifico, i registri trecenteschi relativi alla vendita del ferro dell'isola d'Elba e le filze pertinenti l'Ufficio dei fossi, che documentano l'attività di questo ente preposto al risanamento idrografico della città di Pisa e del suo contado dal XV al XIX secolo.

La sede principale dell'Archivio è, oggi, ubicata nello storico Palazzo Toscanelli che presenta, al suo interno, iconografia legata a Galileo Galilei. In particolare, si può ammirare Il trionfo di Galileo Galilei, che mostra lo scienziato pisano con in mano il cannocchiale.