档案馆的前身是在原保密室和图书馆情报资料室的基础上于1984年成立的档案室，2002年3月正式成立档案馆，2002年10月晋升为国家一级档案馆，2004年3月被中央组织部授予干部人事档案工作目标管理一级单位。2007年7月成为学校直属单位。2015年10月被江苏省档案局授予档案工作五星级档案馆，并多次荣获省档案工作先进集体和学校保密工作先进集体等荣誉称号。2017年4月，校史馆正式划归至档案馆，2018年学校决定将荟萃楼辟为永久性校史馆，2019年10月正式开馆。

档案馆馆址位于明故宫校区图书馆北侧一楼，现有库房面积870平方米，馆藏丰富，保管了自建校以来的会计档案、教学档案、文书档案、人事档案、设备档案、科研档案、基建档案、实物档案等门类的档案。档案馆面向广大师生、校友和社会提供档案查借阅、开具证明、成绩单办理、翻译等服务。

校史馆布展面积约1000平方米，分为“发展历程”“人才培养”“科学研究”“党建引领”4大展厅，将馆藏和征集的文字史料、人文图片、奖杯实物、飞机模型等与现代化多媒体技术和独特的空间布局设计相结合，充分展示南航建校以来翻天覆地的变化以及在航空航天民航领域取得的突出成就。