La direction scientifique de Paris est chargée de la collecte, de l'inventaire et de la communication des documents conservés sur le site de Paris. Elle comprend les sections scientifiques et le département de l'orientation et de la communication. Les sections scientifiques élaborent des instruments de recherche permettant d'accéder plus facilement aux informations contenues dans les documents.
Elles participent aux manifestations des Archives nationales permettant de mettre en valeur et de faire connaître les documents dont elles ont la charge (expositions, journées d'étude). Elles participent également à l'accueil des chercheurs dans les salles de consultation. Elles sont tout particulièrement en relation avec les universités ou les centres de recherche spécialisés, dont certains sont liés par convention avec les Archives nationales (Centre d'étude d'histoire juridique sur les fonds judiciaires, par exemple). Enfin, elles proposent et contrôlent l'exécution des opérations matérielles permettant de mieux conserver les documents (opérations de désinfection, de restauration, de reconditionnement ou de microfilmage) en lien avec le département de la conservation.
Le département de l'Orientation et de la communication assure l'orientation des chercheurs, sur place et à distance et la communication des documents au Caran.