Premda je Karlovac bio vojno središte a u francuskome razdoblju (1809-1914) i upravno središte Pokrajine Građanske Hrvatske (Croatie civile) i Vojničke Hrvatske (Croatie militaire) te dio Kraljevstva Ilirije (1814-1822) iz toga razdoblja sačuvano je malo gradiva. Gradivo Karlovačkoggeneralata čuva se u Hrvatskom državnom arhivu, a gradivo Intendance u Karlovcu je, čini se, uništeno prilikom evakuacije 1814. godine. Dio gradiva iz razdoblja francuske uprave (Prvostupanjski sud, fragmenti pomirbenih sudova, bilježnika i općina) čuvaju se u Hrvatskome državnom arhivu. Zbog toga najznačajnije gradivo nastalo u Karlovcu i važno za povijest područja njegove nadležnosti čuva se u Hrvatskom državnom arhivu u Zagrebu te u Arhivu Republike Slovenije (Glavni guverner Ilirskih pokrajina).
Gradivo koje se čuva u Državnom arhivu u Karlovcu važno je za istraživanje Upravne, gospodarske, socijalno-zdravstvene, kulturno-prosvjetne i pravne povijesti u prvom redu grada Karlovca i okolice za razdoblje od kraja 18. stoljeća do 1941. godine. Za razdoblje Drugoga svjetskoga rata te za razdoblje nakon 1945. godine gradivo koje se čuva u Arhivu omogućuje istraživanja i za šire područje nadležnosti Arhiva. Riječ je o arhivskim fondovima uprave, pravosuđa, školstva, zdravstva i socijalnih ustanova, gospodarstva, udruga i društveno političkih organizacija. Vrijedne su pozornosti i zbirke isprava, građevinskih nacrta i planova, matičnih knjiga, zemljovida, razglednica i fotografija.
Za proučavanje povijesti Vojne krajine, francuske uprave i Kraljevstva Ilirije gradivo se čuva u Ratnomarhivu u Beču, u Arhivu Republike Slovenije u Ljubljani te u Hrvatskom državnom arhivu.
Historijski arhiv u Karlovcu je do 1990. godine veliku pozornost u preuzimanju, zaštiti, obradi i objavljivanju arhivskoga gradiva posvećivao razdoblju Drugoga svjetskoga rata. Među djelatnostima tadašnjega Arhiva bilo je i objavljivanje gradiva te zbornika radova i monografija posvećenih tome razdoblju. U tom smislu u okviru Arhiva sve do 1991. godine djelovao je poseban Odjel za istraživanje radničkoga pokreta i NOB-a te je u svezi s time razvio i bogatu izdavačku djelatnost.
Gradivo 18. i prve polovice 19. stoljeća pisano je njemačkim i latinskim jezikom, a iz 20. stoljeća hrvatskim jezikom.
Kao osobito vrijedno gradivo koje se čuva u Državnom arhivu u Karlovcu valja istaknuti Zbirku isprava, među kojima je i isprava cara Josipa II. kojom potvrđuje slobode i prava gradu Karlovcu od 8. listopada 1781. godine te isprava kojom Marija Terezija potvrđuje prava cehovima u Karlovačkom i Varaždinskom generalatu, te Lici i Krbavi od 21. rujna 1767. godine.
Fond Gradskog poglavarstva (Magistrata) Karlovac, nastao u radu gradske uprave grada Karlovca od osnutka 1579. godine, sačuvan je za razdoblje od 1714. do 1945. godine. Premda je gradivo fragmentarno sačuvano, ono je značajan izvor ne samo za lokalnu povijest, već ima i nacionalno značenje jer je Karlovac, zahvaljujući zemljopisnom položaju, bio važno prometno, obrtničko, trgovačko i uopće gospodarsko i kulturno središte.
Za izučavanje povijesti školstva 19. stoljeća dragocjeni su podaci sadržani u gradivu fondova Kraljevska gimnazija u Karlovcu i Kraljevska viša realna škola u Rakovcu čijom integracijom započinje novo razdoblje povijesti karlovačkoga srednjeg školstva – povijest Kraljevske velike realne gimnazije u Rakovcu – Karlovcu.
U Arhivu je pohranjeno 449 arhivskih fondova i 14 arhivskih zbirki u ukupnoj količini od 2.744 dužna metra. Najstariji dokument koji se čuva u Državnom arhivu u Karlovcu potječe iz 1637. godine.
Arhiv je razvio tradiciju objavljivanja znanstveno obavijesnih pomagala za fondove i zbirke koje čuva u svojim spremištima.
