L'archivio nasce in seguito all'istituzione nel 1933 del Festival del Maggio musicale fiorentino, il primo festival musicale italiano, ma conserva carte a partire dal 1928, anno dell'acquisto da parte del Comune di Firenze del Politeama Fiorentino, ristrutturato negli anni 1930-1932 e in seguito trasformato in Ente Autonomo del Politeama Fiorentino Vittorio Emanuele II e poi, dopo la sua ricostruzione nel periodo postbellico, in Teatro Comunale di Firenze.
In seguito ai lavori di ristrutturazione del Teatro Comunale, iniziati nel 1958, l'archivio storico, comprendente all'epoca 394 buste e riguardante l'arco cronologico 1928-1952, venne trasferito nel 1962 presso l'Archivio di Stato di Firenze, dove rimase fino al 1987, quando ritornò in sede. Nel frattempo era stato qui rinvenuto un consistente numero di buste, sempre relative agli anni 1928-1952. I due spezzoni dell'archivio, riuniti insieme, costituirono un complesso di 515 buste, ora collocate in un ambiente al secondo piano della nuova ala del Teatro (ex scuola Sassetti).
Gli archivi del Teatro del Maggio sono divisi per settori di competenze ed ogni reparto ha una propria autonomia. La ricostruzione storica delle manifestazioni non è così facilitata dalla collocazione dei materiali archivistici, inoltre per gli allestimenti, specialmente dopo il 1970, il materiale scenografico è scarso, alcune volte risulta "non consegnato" dall'artista o consegnato solo in parte e questo purtroppo continua a verificarsi anche in tempi recenti.
In ogni caso gli studi, anche se su temi o settori specifici, o le mostre allestite duranti gli anni in tante città d'Italia, hanno permesso l'apertura degli archivi del teatro ed una conseguente catalogazione del patrimonio.
Le carte dell'Archivio Storico restituiscono la vita artistica del Teatro Comunale di Firenze e la nascita del Maggio musicale fiorentino, il primo festival musicale d'Italia. Le buste suddivise per argomento conservano lettere di importanti scenografi, pittori, di registi, di musicisti, di compositori, di cantanti e di quanti hanno lavorato per il Teatro negli anni.
Importante è la corrispondenza con gli organi del Regime Fascista, con Corrado Pavoli e il Minculpop.
Contiene bozzetti, figurini e modellini di scena; programma di sala, manifesti, locandine; fotografie di scena delle rappresentazioni; partiture e parti; registrazioni audio e video degli spettacoli.
L'archivio riflette l'organizzazione originaria che è quella di un archivio aziendale: la documentazione è suddivisa per anno e organizzata per categorie tematiche, al cui interno i materiali sono disposti in ordine alfabetico, sulla base del cognome del corrispondente o del nome dell'istituzione, anche se con modalità spesso eterogenee. Tale criterio ha comportato la frammentazione del materiale inerente uno stesso affare in buste diverse e sotto corrispondenti diversi, rendendo così difficile il reperimento della documentazione.
Nel 2001 grazie a una convenzione tra la Direzione generale per gli archivi e la Fondazione del Maggio Musicale Fiorentino, si è avviato un complesso lavoro di inventariazione delle carte, fino a quel momento dotate di un sommario elenco di consistenza, che ha portato nel 2008 alla redazione di un inventario cartaceo e di un database informatico, realizzato sulla base dell'applicativo "Arianna 2.0". La scelta di non alterare l'ordine originario delle carte ha spinto ad adottare una inventariazione analitica, che si spinge al livello di singola carta, e a corredare la descrizione di ogni faldone con una serie imponente di parole chiavi o authority file (10.000 lemmi per nomi di persone, 3.700 per enti collettivi) che consentono di effettuare la ricerca sia nel formato cartaceo che in quello elettronico.
È prevista la prosecuzione dei lavori che riguarderanno le carte dal 1953 al 1972, che si trovano in cattivo stato di conservazione e che necessitano quindi preliminarmente di un complesso intervento di restauro conservativo.
