O terramoto não foi o único desastre natural que afetou o arquivo. Segundo Vilhena Barbosa (“Creação dos archivos...”, 1874), no reinado de D. João III, o mesmo terá sofrido um incêndio, o que levou o monarca a proceder a obras de remodelação, melhorando muito as condições de acondicionamento dos livros e outros documentos, que nos tempos mais recuados eram guardados em «cofres grandes, forrados de ferro», «arcas ou escriptorios», armarios e estantes” (J. Pessanha, “A Torre do Tombo”, 1906). Tomé Lopes, nos seus relatórios, faz referência a pergaminhos guardados em gavetas; um manuscrito da Biblioteca da Ajuda, intitulado Livros e papeis que estaõ nos almarios da caza da Coroa (1741), e que se reporta ao século XVII, enumera 15 armários e discrimina o que se continha em cada um deles; no Alfabeto mistico, índice em dois volumes da autoria de António Dantas Barbosa, elaborado em 1729-1730, são referidos 20 armários da Casa da Coroa e o respetivo conteúdo (P. Azevedo e A. Baião, O Arquivo da Torre..., 1989 [orig. 1905], pp. 9-10); e após o terramoto de 1755, sabemos que Manuel da Maia procedeu ao reacondicionamento dos maços de documentos das antigas gavetas, em caixas de madeira, e elaborou, em 1765, um índice em dois volumes, intitulado Indice dos documentos que se guardavam nas XX gavetas antigas deste Real Archivo da Torre do Tombo (Idem, p. 24).
No que se refere ao pessoal do arquivo, João Pedro Ribeiro (Memorias authenticas..., 1819) dá-nos conta de que, inicialmente, o arquivo esteve a cargo do vedor da fazenda João Anes (c. 1387), considerado, por isso, o primeiro guarda-mor. Sucedeu-lhe Gonçalo Esteves, contador dos Contos de Lisboa, e depois seu filho Gonçalo Gonçalves, contador dos Almoxarifados de Setúbal e Óbidos, nomeado guarda-mor em 1414. Fernão Lopes, o quarto na lista dos guardas-mores, aparece referido como “guardador das escripturas do tombo” num documento de 1418, embora se ignore a data em que foi encarregado do arquivo. Segundo António Baião, é precisamente “com Fernão Lopes que o arquivo adquire autonomia, isto é, passa a ter serventuários próprios” (A. Baião, “As Certidões da Torre do Tombo…”, 1936, p. 111). A Fernão Lopes sucedeu Gomes Eanes de Zurara que, tal como o seu antecessor, acumulou as funções de cronista-mor do Reino. Outros guardas-mores tiveram igualmente o cargo de cronistas como, por exemplo, Rui de Pina, Fernão de Pina, Damião de Góis ou António de Castilho (P. Azevedo e A. Baião, O Arquivo da Torre..., 1989 [orig. 1905], pp. 212-215 e A-34). A partir do reinado de D. Duarte começam a surgir referências a escrivães, que passavam certidões e, no tempo de D. Afonso V, já o arquivo tinha “escrivão particular” (J. P. Ribeiro, Memorias authenticas..., 1819, p. 20). No século XVI temos notícia de outros serventuários, como guardas, porteiro e até “hum escravo varredor” (Idem) e, no tempo de D. João V, sabemos que foram nomeados oito “officiaes de reformação para o Real Archivo”, com a função de produzirem cópias de documentos para a Real Academia da História Portuguesa, criada em 1720, e índices da documentação do arquivo.
Por alvará de 6 de janeiro de 1796, foi criada uma cadeira de Diplomática, anexa à Universidade de Coimbra, regida pelo lente João Pedro Ribeiro, para dar um impulso ao exame, leitura e cópia de diplomas. A necessidade de prover os meios técnicos necessários ao bom funcionamento desta Aula de Diplomática levou a que a mesma fosse transferida para a Torre do Tombo, em 1801, passando a ser obrigatória a sua frequência para quem pretendia ser admitido como escriturário ou oficial no Real Arquivo (Idem, pp. 45-46).