Das HAStK ist eines der größten Stadtarchive Deutschlands. Es verwahrt Originaldokumente aus über tausend Jahren Kölner und rheinischer Geschichte. Darunter befinden sich Urkunden und Testamente, Ratsprotokolle und Stadtrechnungen sowie die Akten der Stadtverwaltung der alten Reichsstadt Köln (bis 1794/97), das Verwaltungsschriftgut aus der Zeit der französischen Herrschaft (bis 1814), aus preußischer Zeit (bis 1945), aus der Nachkriegszeit und der Zeit der Bundesrepublik, aber auch schriftliche Nachlässe und Unterlagen bedeutender Persönlichkeiten und Institutionen des Kölner Raumes.

Die schriftliche Überlieferung wird ergänzt durch Pläne, Fotos, Plakate, Zeitungen, Sammlungen zur Zeitgeschichte, Filme und Tonbänder. Aneinandergereiht füllten diese Informationsträger mehr als 25 Regalkilometer.

Durch den Einsturz des Archivgebäudes am 3. März 2009 sind die Bestände des Archivs zu großen Teilen beschädigt und verunordnet, teilweise auch gänzlich zerstört. Die geretteten Archivalien können zurzeit noch nicht genutzt werden. Im Januar 2011 waren 85-87 Prozent des Archivguts geborgen. Das Archivgut wurde erstversorgt, also gereinigt, registriert, getrocknet oder eingefroren und in 20 Asylarchiven zwischen Schleswig und Freiburg eingelagert. In Köln-Porz befindet sich das neue Restaurierungs- und Digitalisierungszentrum (RDZ).