Swoimi początkami Archiwum sięga 2003 r. Wtedy to ówczesny ordynariusz bp Alojzy Orszulik, z myślą o utworzeniu Archiwum Diecezjalnego, rozpoczął przebudowę i modernizację starego budynku, znajdującego się na tyłach Kurii. Prace trwały blisko półtora roku. Budynek został tak przekształcony, aby spełniał wszelkie wymogi związane ze swoim przyszłym przeznaczeniem. Duże zasługi w jego wyposażaniu położył ks. Dariusz Krokocki, dyrektor Caritas Diecezji Łowickiej.
Od początku w budynku Archiwum gromadzone były materiały archiwalne z terenu diecezji łowickiej. Wśród nich jest spora liczba ksiąg metrykalnych, nawet z XVII i XVIII wieku. Do jednego z najcenniejszych dokumentów przechowywanych w Archiwum należy z pewnością księga osób urodzonych z parafii św. Andrzeja Apostoła w Łęczycy z 1574 r. W Archiwum znajdują się także księgi metrykalne z parafii katedralnej, a pierwsza z nich pochodzi z II poł. XVII wieku. Księgi te stanowią nieocenione źródło wiedzy historycznej. Zgromadzono tu także inne materiały, stanowiące dokumentację działalności poszczególnych parafii z terenu diecezji. Należą do nich m.in. akta dziekańskie z XIX wieku oraz księgi wpisów i kursorii, zawierające rozporządzenia władz cywilnych i kościelnych. Lektura tych materiałów daje pewne wyobrażenie o tym, jak funkcjonował Kościół w przeszłości.
Oprócz wspomnianych materiałów Archiwum gromadzi także dokumentację kartograficzną i fotograficzną. Wiele zdjęć zostało przekazanych przez bp. Alojzego Orszulika. Jeszcze przed prawną erekcją Archiwum, w ograniczonym wymiarze można było korzystać ze zgromadzonych tam materiałów. Udostępniano je studentom piszącym prace magisterskie oraz tym wszystkim, którzy interesowali się przeszłością i historią. Wśród korzystających z zasobów Archiwum znaleźli się też poszukiwacze genealogii swoich rodzin.
Dla Archiwum Diecezjalnego duże znaczenie ma współpraca z innymi archiwami kościelnymi i państwowymi. Pewne szlaki w tym kierunku zostały już przetarte. I tak na przykład Naczelna Dyrekcja Archiwów Państwowych udzieliła wielu cennych wskazówek przy przekształcaniu budynku dawnej przychodni na obecny budynek Archiwum. W 2003 r. wspólnie z łowickim oddziałem Archiwum Miasta Stołecznego Warszawy została zorganizowana wystawa genealogiczna i sesja naukowa dla uczniów szkół gimnazjalnych, mająca na celu poszerzenie wiedzy z zakresu przeszłości własnej rodziny.
W 2004 r. Konferencja Episkopatu Polski powołała do istnienia Stowarzyszenie Archiwów Kościelnych, do którego należy także Archiwum Diecezji Łowickiej. Celem Stowarzyszenia jest m.in. nawiązanie lepszej współpracy zarówno z polskimi, jak i zagranicznymi archiwami kościelnymi. Współpraca ta może w przyszłości wydać wiele cennych owoców m.in. w postaci większej liczby publikacji naukowych z dziedziny archiwistyki kościelnej. Łowicz od lat współpracuje również z Ośrodkiem Archiwów Bibliotek i Muzeów Kościelnych w Lublinie. Współpraca ta została rozpoczęta w latach 60. przez ks. prof. Stanisława Librowskiego i ks. prał. Józefa Wieteskę - ówczesnego proboszcza kolegiaty łowickiej. Jej owocem są liczne publikacje materiałów z przeszłości Łowicza Prymasowskiego.
Dyrekcja Archiwum zamierza kontynuować współpracę ze wszystkimi tymi instytucjami i będzie się starać nawiązywać kontakty również z innymi tego typu organizacjami.