В XVII веке более половины внешнеторгового оборота России шло через Архангельск. Торговля с представителями Московской компании шла в деревянном гостином дворе, построенном в начале XVII века.
16 мая 1667 года в городе произошёл сильный пожар, деревянные гостиные дворы сгорели. Сразу было принято решение о строительстве каменного Гостиного двора. 26 июня 1667 по приказу царя Алексея Михайловича в Архангельск выезжают градостроители Петр Гаврилович Марселис, «мастер немчин» Вилим Шарф и 5 каменщиков. Им поручено найти место, где у Архангельского города можно устроить гостиные дворы и амбары каменны. Во время поездки Марселиса решено строить каменные Гостиные дворы на месте прежних деревянных на мысе Пур-Наволок.
29 февраля 1668 года началось строительство двух комплексов — Русского и Немецкого Гостиного двора. Строительством руководили иноземный инженер Матис Анцин, а с 1671 года русский зодчий Дмитрий Михайлович Старцев.
В 1670 году в результате крупного пожара выгорела деревянная оборонительная крепость Архангельска, было решено дополнить комплекс военными элементами, сделав пространство в центре, между Русским и Немецким Гостиным двором, Каменным городом-крепостью. Построены стены, четыре башни в углах и две башни в центре длинных стен вдоль Северной Двины. В 1684 году, к столетию города строительство было окончено. Через 10 лет Архангельск посетил Пётр I, который часто бывал в Гостином дворе, наблюдая здесь за торговлей голландских, английских, датских и норвежских купцов.
В XVIII веке основная внешнеэкономическая деятельность перенесена в Санкт-Петербург, на торговлю через Архангельск наложены ограничения, Гостиные дворы оказываются невостребованными и начинают разрушаться.
В 1770-е здание признано аварийным и принято решение о реконструкции. Каменный город и Немецкий Гостиный двор были разобраны, кирпичи и известняковые плиты направлены на починку оставшейся части Русского Гостиного двора.
В 1788 году построено здание биржи с башней. Во время навигации над башней поднимался флаг и ставился фонарь. В 1809 были достроены соляные склады.
В начале XX века южная, восточная и северная части Русского Гостиного двора были разобраны, осталась лишь западная стена вдоль Северной Двины.
В 1981 году комплекс передан Архангельскому краеведческому музею, в здании расположены выставочные залы музея.
В постсоветское время ансамбль долгое время находился в аварийном состоянии. В 2006 году Гостиный двор был включен в областную программу «Культура Русского Севера (2006—2009)», по которой выделены средства на реставрацию. В 2008 году здание Биржи с центральной башней было отреставрировано и окрашено в жёлтый цвет.
