馆藏3个档案全宗，127264卷，建筑底图4636张，照片22104张，光盘897张，实物档案2072件。内容丰富，保存有自1919年建校以来许多珍贵档案，包括周恩来、陈省身、吴大猷、曹禺等在内的历届学生名录、成绩单；有爱国教育家张伯苓为办学写给蒋介石、陈立夫、陈诚、朱家骅、张学良、傅作义、宋哲元、沈鸿烈、杜建时、梁启超、蔡元培、胡适、邵力子、范文澜等人的信函；有建国初期中国人民解放军天津市军事管制委员会接管、组建南开大学领导班子的委任状；有毛泽东、周恩来、邓颖超、江泽民、李鹏、李瑞环、朱镕基、李岚清、乔石、宋平等党和国家领导人来校视察的照片、讲话记录、题词；有建国前本校中国共产党组织活动史料；建国初期著名化学家杨石先等教授为世界和平联名书写的《告世界人民书》；有抗日战争期间学校被毁掠及两次南迁的照片、史料；有科研成果获世界级发明奖的奖牌；有在本校举办的40余次国际学术研讨会的档案材料；还有杨石先、陈省身、吴大任、何炳林、陈茹玉、王积涛等人的名人全宗等。
南开大学档案馆保存有党政、教学、科研、外事、基建、人物、出版、财会、声像、光盘、实物、资料、人事等13个门类的档案资料。历史档案尤为珍贵，其中周恩来考入第一期文科学生注册表及早期活动照片，广泛地被引用，影印。张伯苓的信函已是研究近代中国教育发展史的重要史料。台湾中央研究院前院长、物理学家吴大猷返母校参加国际学术会议，学校赠送他在校学习（1925——1929）的成绩单、任教期间及获理科第一名的档案复制件。此举为海内外报刊包括台湾《中央时报》及香港《文汇报》等刊登。南开大学被日本侵略者毁掠的史料，在纪念抗日战争和世界反法西斯战争胜利50周年中，成为揭露日本侵略者暴行的有力武器，天津市两次举办展览会都展出了该素材。1995年天津市举办档案效益成果展览，其中展示南开大学实例5项。1999年南开大学举办的《南开大学校史展》中展示了南开大学不同时期的600余幅珍贵的图文照片。约有近万名校友、国际友人和大学、中学学生观看了展览，充分发挥了爱国主义教育基地的作用。
