Comme tout service public d'archives, leurs missions sont définies par le code du patrimoine : collecte des documents produits par les services de la Ville de Rennes, de Rennes Métropole, du centre communal d'action sociale (CCAS), d'organismes satellites de la Ville et de la Métropole et de producteurs privés, classement, conservation, communication en application de la législation en vigueur, et valorisation par le biais du site Internet et de multiples actions culturelles.
Elles conservent également le fonds d'archives de Rennes Métropole. La gestion des archives de Rennes Métropole, et du district qui l'a précédée, fait l'objet d'une convention de mise à disposition de services depuis décembre 2006.
Un projet de mutualisation des Archives de Rennes est à l'étude et devrait se concrétiser courant 2017. Le service des Archives serait alors un service commun à la Ville et à la Métropole, rattaché à Rennes Métropole.
Les Archives de Rennes conservent un important fonds ancien, constitué des archives de la communauté de ville, dont les premiers documents remontent au début du XVe siècle.
Elles doivent satisfaire un public multiple : administrations, chercheurs, historiens et un public plus large, constitué de non spécialistes, pour lequel le service doit jouer un rôle de médiateur entre le document brut et le discours historique par le biais d'actions diverses (expositions, dossiers pédagogiques, publications, conférences …).
Leur feuille de route, formalisée sous la forme d'un projet administratif, scientifique et culturel vient d'être renouvelée pour répondre à de nouveaux enjeux au cours de la période 2015-2018.