В фондах ГБУ «ГИАСО» представлено более 661 тысячи единиц хранения. Из них более 8 тысяч единиц хранения кинодокументов, свыше 32 тысяч фотодокументов. В составе научно-справочной библиотеки более 22 тысяч книг и других печатных изданий.
Архивные документы относятся главным образом к периоду 1925 - 2010 годов. Документальных фрагментов дореволюционного времени очень немного. Это метрические книги (самой ранней является "Метрическая книга Александровской на Сахалине церкви 1869 года"), документы военного губернатора о. Сахалин, документы окружных полицейских управлений о. Сахалин. Также в архиве находятся документы периода губернаторства Карафуто (Южный Сахалин) на японском языке.
Кроме документов организаций и предприятий в архиве хранятся документы жителей Сахалинской области, внесших значительный вклад в развитие области, а также людей, живших в других регионах, но посвятивших значительную часть своей жизни изучению истории области. В частности, ученых-историков А.И. Алексеева, А.Н. Рыжкова, Н.И Колесникова, партийных и хозяйственных работников Н.В. Арсеньева, В.И. Белоносова, участников Великой Отечественной войны А.М. Садиленко, В.П. Холюченко, В.С. Акшинского – всего более ста личных фондов.
С документальными богатствами областного архива посетители могут ознакомиться в читальном зале.