A BME Levéltár az egyetemi könyvtár szervezeti keretében működik 1972 óta.
Az egyetem Rektori Hivatalának iratanyagát az 1950-es évek eleje óta a Központi Könyvtár alagsorában tárolták, 1958-ban készült az első javaslat az iratanyag rendezésére, miután felélénkültek az egyetem történetével kapcsolatos kutatások, és nyilvánvalóvá vált, hogy a történeti értékű iratok nincsenek használható, kutatható állapotban. Az 1971. május 10-i egyetemi tanácsülésen határoztak a levéltár létrehozásáról. Mivel a szaklevéltári státus elnyeréséhez szükséges összes feltételt ekkor még nem sikerült biztosítani, 1972-ben a Központi Könyvtár levéltári részlege alakult meg, amelyben megkezdődhetett az addig begyűjtött iratok szakszerű rendezése. A maradandó értékű iratok további begyűjtését gátolta a raktárhiány, amely 1984-ben az új levéltári helyiségek átadásával szűnt meg. Ezzel megteremtődtek a folyamatos levéltári munka (begyűjtés, rendezés, kutatószolgálat, adatszolgáltatás) feltételei. 1993. január 1-jén a levéltár elnyerte a szaklevéltári státust. Alapító tagja az 1993 nyarán megalakult Budapest-Gödöllői Levéltári Szövetségnek (2001-től Magyar Felsőoktatási Levéltári Szövetség). 2012-ben elindult a levéltár új helyiségeinek kialakítása az egyetem központi épületében, 2013 tavaszán pedig ünnepélyes keretek között került sor a levéltár új irodájának, kutatószobájának és raktárának avatására.
A BME Levéltár gyűjti, szakszerűen rendszerezi és megőrzi a Műegyetem és elődintézményeinek, az azokon belül működő szervezeti egységek maradandó értékű iratait, beleértve az egyetemen működő társadalmi szervezetek, valamint kulturális és sportegyesületek történeti értékű iratait is. Gyűjti ezen kívül az egyetem jeles oktatóinak (irat)hagyatékait, az oktatók és volt hallgatók életút-interjúit, az egyetemi életükkel kapcsolatos személyes dokumentumokat. A levéltárban őrzött iratanyag mennyisége 1300 iratfolyóméter (ifm), amely 81 fondra tagolódik és az 1846-2008 közötti éveket öleli fel.
A levéltár az igazgatói, rektori hivatali anyagot tekintve az egyetem egyik elődintézménye, a József Ipartanoda 1846-os megalakulásától kezdve összefüggő iratanyaggal rendelkezik. Szintén teljesnek mondhatók a különböző hallgatói nyilvántartások (törzskönyvek, szigorlati, államvizsga és doktori szigorlati jegyzőkönyvek stb.) sorozatai is. Dokumentumai közül legnagyobb forrásértékkel a különböző tanácsülési (egyetemi, rektori, kari) jegyzőkönyvek bírnak. Ezeken kívül a leggyakrabban az egyetemi programokat, órarendeket, tanrendeket keresik a kutatók, valamint egy-egy szervezeti egység vagy oktatási forma múltjára vonatkozó forrásokat. A professzori hagyatékok között megtalálható többek között Bánki Donát, Pattantyús-Ábrahám Géza, Gillemot László vagy Michelberger Pál dokumentumainak gyűjteménye is.
A levéltár az iratokban található információk szolgáltatására, illetve az iratanyag használatára kutató- és ügyfélszolgálatot működtet, valamint a könnyebb használhatóságot és gyorsabb információszolgáltatást elősegítő segédleteket készít. A BME Levéltár segédletei (fond- és állagjegyzék, repertórium, vezetőtestületi ülések napirendi pontjai) online elérhetők, iratai közül pedig a Hungaricanán kutathatók az 1876-1991 közötti vezetőtestületi ülések jegyzőkönyvei. Tervtári anyaga és a rektori iratokhoz készült egykorú ügyviteli segédletek digitalizált állományai a BME intézményi repozitóriumából érhetők el.
A levéltár az egyetemi iratkezelési folyamatban segíti az ezzel foglalkozó egyetemi alkalmazottak munkáját és jóváhagyja a selejtezéseket. A levéltár működése továbbá gazdagítja a Műegyetem kulturális életét (kiállítások rendezése, egyetemi kiadványokban archív dokumentumok bemutatása, levéltárpedagógiai foglalkozások tartása).