A: Reichsstadt (bis 1802) und bayerische Übergangszeit (1802 bis 1810)
Etwa 10 000 Urkunden (seit dem 12. Jh.) und annähernd 900 Regalmeter Akten und Amtsbücher - darunter die seit 1501 lückenlos überlieferten Ratsprotokolle - umfassen das gesamte Spektrum reichsstädtischen Geschehens, die politische Stellung der Stadt im Reich, deren Verfassung und Einwohner, Handel, Handwerk und Finanzen, Bauwesen und Befestigung und das kirchliche Leben, die kulturelle Entwicklung und die sozialen Einrichtungen.
B: Stadt (Urkunden und Akten seit dem Übergang Ulms an Württemberg 1810)
Schon heute nur noch in Regalkilometern zu messen (derzeit 6 km), wächst dieser Bestand durch die regelmäßige Übernahme von Akten, Amtsbüchern, Plänen und weiteren Unterlagen aus der Verwaltung, den Vororten, den städtischen Eigenbetrieben und Beteiligungsgesellschaften jährlich weiter an. Übernommen werden nach sorgfältiger Überprüfung nur die für die Rechtssicherheit der Stadt und ihrer Bürger sowie für die wissenschaftliche Forschung wichtigen Bestände. Jüngere Unterlagen (darunter die gesamten Bauakten) werden in der Außenstelle Pionierkaserne verwahrt.
BA: Ortschaftsarchive
Amtliche Überlieferung der eingemeindeten Ortschaften, bis in das 17. Jahrhundert zurückreichend.
C: Nichtkommunale Behördenarchive (seit 1819)
Akten und Pläne von Behörden der Bundes- und Reichsfestung Ulm, Kameralämter Ulm und Langenau sowie Fragmente aus der Aktenüberlieferung anderer staatlicher Behörden.
D: Stiftungsarchive (seit dem 13. Jh.)
Insbesondere von Familienstiftungen für karitative und kulturelle Zwecke.
E: Familien- und Herrschaftsarchive, Archive von Organisationen und Firmen (seit dem 14. Jh.)
Darunter die Archive von Ulmer Patrizierfamilien, Vereinen, Parteien und Institutionen außerhalb der Stadtverwaltung.
F: Grafik (seit dem 14. Jh.)
Dieser umfangreiche Sammlungsbestand mit Quellen von hoher historischer und künstlerischer Aussagekraft enthält in einzelnen Abteilungen u.a. Pläne und Karten, Ansichten der Stadt und ihrer Gebäude sowie Bildnisse bedeutender Persönlichkeiten (ca. 5 000), ferner Wappen und mit Illustrationen geschmückte Stammbücher.
G: Chronik und Dokumentation
Mehr als 200 z.T. handschriftliche Chronikbände (seit dem 15. Jh.) vermögen die Urkunden und Akten durch Berichte aus persönlichem Erleben zu ergänzen. Ihnen zur Seite treten die seit 1752 erhaltenen Zeitungsbände und die täglich fortgeführte Chronik aller wichtigen Ereignisse. Daneben besteht eine Plakatsammlung und eine Theatersammlung mit Theaterzetteln, Programmen, Textbüchern und Szenenbildern. Aufgabe eines modernen Archivs ist es auch, möglichst rasch und umfassend über aktuelle Ereignisse der Stadt zu informieren und entsprechende Unterlagen bereitzustellen. Diesem Ziel dient die 1968 im Stadtarchiv eingerichtete Dokumentation, die das gesamte städtische Leben zu erfassen sucht. Die Bilddokumentation hält die Entwicklung der Stadt in Fotos fest, dokumentiert zugleich aber auch in Reportagen besondere Ereignisse, wichtige Persönlichkeiten und das Alltagsleben. Hinzu kommt eine kontinuierlich fortgeführte Sammlung von Filmen, Videos und Audiodokumenten von ausgewählten Veranstaltungen und Ereignissen.
H: Nachlässe (seit dem 15. Jh.)
Von Persönlichkeiten aus allen Bereichen des öffentlichen, wirtschaftlichen, kirchlichen, geistigen und kulturellen Lebens, aber auch von Privatpersonen.
J: Sondersammlungen
Darunter mehr als 4 000 Autographen (seit dem 16. Jahrhundert) sowie eine Siegel- und Münzsammlung.

Die Bestände sind durch eine Online-Datenbank (Findbuch.net) erschlossen