По указу Петра I губерния простиралась от границ Датского (современной Норвегии) и Шведского (современной Финляндии) королевств до Уральских гор. Формально в созданных губерниях уездов не было — они делились на города, которым подчинялись окрестные земли. Архангельская губерния включала в себя 20 городов, центром ее стал — город Архангельской (ныне — Архангельск).
Открытие губернской канцелярии состоялось в июне 1710 года. Первым губернатором стал двинской воевода Петр Алексеевич Голицын. Через три года его сменил вице-губернатор Алексей Александрович Курбатов, а еще через три года на посту губернатора появилась новый человек - губернатор Пётр Ефимович Лодыженский. Он стал последним чиновником на этой должности.
25 января 1780 года Архангелогородская губерния была упразднена. Вместо неё было образовано Вологодское наместничество, в которую входили три области: Архангельская, Вологодская и Великоустюжская области.
Но уже в марте 1784 года было выделено Архангельское наместничество, а в 1796 была образована Архангельская губерния — значительно меньшая по территории, чем Архангелогородская губерния.