El Archivo Diocesano de Palencia se localiza en la calle San Marcos, justo detrás de la Iglesia de Nuestra Señora de la Calle, también conocida como Iglesia de la Compañía, en un local perteneciente al complejo del antiguo Seminario Mayor de Palencia.
Cuenta con una Zona para Investigadores con 16 puestos y 12 ordenadores de consulta. Desde estos ordenadores se accede a los fondos digitalizados, y a los registros de partidas sacramentales que estén indexados.
El archivo está plenamente acondicionado para personas con movilidad reducida.
Dispone de una biblioteca auxiliar con enciclopedias y libros de consulta general, estudios históricos relacionados con la provincia y Diócesis de Palencia, así como diversas publicaciones de genealogía que han aportado investigadores en la materia.
Existe también un moderno servicio de digitalización, sistema propio de indexación de registros sacramentales y de gestión y almacenamiento de datos.
La amplia zona de depósitos cuenta con un sistema moderno de estanterías móviles, sistema antincendios y control medioambiental.