Custodisce la storia della dinastia estense e del loro principato. Trasportato a Modena nel 1598, l’Archivio Segreto Estense, detto anche Archivio Palatino, è stato prima custodito nel castello in cui gli Estensi trovarono alloggio, per poi essere definitivamente conservato presso il Palazzo Ducale. Nel 1862 è stato trasferito nel Palazzo di Governo anche l’Archivio Palatino insieme agli altri archivi conservati a Palazzo Ducale. Oggi il patrimonio dell’Istituto è costituito da poco più di 200.000 pezzi, di cui 14466 pergamene sciolte e 7398 mappe, per un totale di circa 30 km lineari di documenti suddivisi in 452 fondi, che coprono un arco cronologico che va dall’VIII secolo ai giorni nostri.