Palazzo Spinola conserva un importante archivio storico, composto da numerosi fondi documentari donati nel 1958, insieme al palazzo e alle sue collezioni, allo Stato italiano. In particolare, sono conservati documenti datati dal XVII al XX secolo e appartenenti alle famiglie Grimaldi, Pallavicino, Balbi, Doria, Fieschi e Spinola. I documenti costituiscono una fonte fondamentale non soltanto per lo studio del museo, ma anche per la ricostruzione della storia, della cultura e dei costumi genovesi.