W 1870 na skutek powstania antypapieskiego archiwa znajdujące się poza murami Watykanu przejął rząd Królestwa Włoch. W 1881 Leon XIII postanowił udostępnić Archiwum Watykańskie naukowcom. Zaowocowało to rozwojem zagranicznych instytucji naukowych umieszczonych w Rzymie (np. Ecole Française, American Academy), które podejmują badania historyczne nad archiwaliami watykańskimi. Pierwszym historykiem, który wykorzystał w swoich pracach zasoby archiwum, był Ludwig von Pastor.
W XX wieku zbiory sukcesywnie wzbogacały dokumenty Kurii Rzymskiej, Pałacu Apostolskiego, nuncjatur, I oraz II Soboru Watykańskiego oraz materiały archiwalne niektórych znanych rodów rzymskich związanych z historią Kościoła.
20 lutego 2002 Jan Paweł II podjął decyzję, aby dokumenty dotyczące Niemiec za okres 1922–1939 zostały ujawnione, aby ukrócić spekulacje dotyczące powiązań między Stolicą Apostolską a III Rzeszą. Dokumenty zostały ujawnione na początku 2003.