Das gta Archiv wurde 1967 mit dem Institut für Geschichte und Theorie der Architektur (gta) an der ETH Zürich gegründet. Der Grundstock bildete das Archiv von Gottfried Semper (1803–1879), dem ersten Professor für Architektur am Eidgenössischen Polytechnikum (heute ETH). Nach Sempers Tod gründeten seine Zürcher Studenten das Semper-Museum (1880–1884), das später in die Bibliothek der Architekturschule integriert wurde. Sein Archiv wurde 1950 in die ETH-Bibliothek überführt und 1967 wurde das neu gegründeten Institut mit der wissenschaftlichen Bearbeitung beauftragt. Es bildete die Grundlage für die Sammlung der Nachlässe anderer bedeutender Architekturprofessoren der ETH, darunter Georg Lasius, Alfred Friedrich Bluntschli, Gustav Gull, Karl Moser, Otto Salvisberg, Hans Hoffmann, Alfred Roth und Bernard Hoesli. In den 1970er Jahren, nach der Schenkung des Nachlasses von Sigfried Giedion, bildete eine von Alfred Roth und Martin Steinmann geleitete Akquisitionsinitiative die Grundlage für die heutigen CIAM-Sammlungen. Neben der Dokumentation der architektonischen Geschichte der ETH befinden sich im gta Archiv die Nachlässe vieler weiterer renommierter Deutschschweizer Architektinnen und Architekten sowie die historischen Archive der wichtigsten Berufsverbände. Seit 2007 umfasst das gta Archiv das NSL-Archiv für für Orts-, Regional- und Landesplanung. Das gta Archiv wächst laufend.
Die Sammlungen des gta Archivs unterstützen die Forschungsaktivitäten des Instituts gta und umgekehrt. Innerhalb des Instituts verfolgt das gta Archiv Kooperationen mit seinen komplementären Abteilungen gta Verlag, gta Ausstellungen und gta Digital, die zu gemeinsamen Publikationen, Ausstellungen sowie dem semantischen Datenrepositorium, dem gta Rechercheportal, geführt haben.