Fou creat l’any 1948 i actualment el seu àmbit d’acció és el terme municipal de València, si bé en el passat tingué competències sobre tots els municipis de l’àrea metropolitana.
Sorgí arran del descobriment, el 1945, de la necròpoli romana de la Boatella, d’esquena al mercat central de València. Davant la tímida resposta que manifestà la Comisaría Provincial de Excavaciones Arqueológicas per la troballa i el perill de destrucció imminent de les restes, l’Ajuntament prengué la iniciativa de realitzar l’excavació arqueològica i encarregà la direcció dels treballs a José Llorca, aleshores responsable dels museus municipals. El 1947, Llorca fou nomenat comissari local d’excavacions arqueològiques de València, i l’any següent la Corporació creà el SIAM, que Llorca dirigí.
Entre els objectius que s’assignaren al SIAM destacà la realització d’excavacions per al descobriment i la conservació del fons arqueològic del subsol de la ciutat i el seu terme; la vigilància de l’àrea arqueològica per a evitar-ne la destrucció; la realització del plànol arqueològic de la ciutat i el terme, i la conservació, reconstrucció, classificació i estudi de les troballes.
El 1949 la Comisaria General de Excavaciones amplià l’àmbit d’actuació del SIAM a l’àrea metropolitana de la ciutat, l’anomenada Gran València, i concedí a l’Ajuntament la propietat de totes los troballes, que foren destinades al Museu Històric de la Ciutat.
Tant pel que fa a l’àmbit d’actuació com a les prerrogatives, el SIAM s’avançà al seu temps. Malgrat que les mesures emanaren de la legislació vigent sobre patrimoni, fou la primera vegada que un departament municipal n’exigí el compliment de forma sistemàtica. Es definí com a zona arqueològica tot el recinte intramurs, així com les vies tradicionals fins a les creus de terme, amb un marge de protecció de 200 m, una extensa franja a la riba dreta del Túria, i l’antic poblat de Russafa. Tota obra constructiva que es volgués realitzar dins aquesta zona arqueològica s’havia de notificar al SIAM perquè hi efectués les pertinents indagacions arqueològiques; qualsevol troballa arqueològica, dins o fora de la zona de protecció, calia posar-la en coneixement del Servei d’Investigació.
El 1950 es produí el descobriment de l’anomenat mosaic de la Medusa en un solar del carrer del Reloj Viejo, probablement una de les troballes més significatives de la primera etapa del SIAM. L’any següent s’aprovà una disposició que prohibí l’ús de mitjans mecànics per a l’excavació de soterranis en zona arqueològica i que obligava a fer el treball a mà. La norma, que seguí en ús fins a la dècada del 1970, fou molt impopular entre els constructors i les infraccions foren usuals, aprofitant les hores nocturnes. Malgrat tot, es redactaren unes “Excepciones permisivas para el uso de aparatos excavadores mecànicos” que, en la pràctica, deixaren un ampli marge d’actuació.
Durant aquesta primera etapa el treball del SIAM fou bastant dur, però aconseguí realitzar gairebé un centenar d’excavacions i aplegà una col·lecció arqueològica respectable, que fou exposada durant un cert temps al Museu Històric Municipal. El laboratori del Servei, emplaçat als soterranis de la Llotja, sofrí molts danys amb la riuada del 1957. Amb la jubilació de Llorca, el 1973, es posà fi a la primera etapa de la institució.
Després d’un llarg parèntesi sense activitat, l’any 1981 amb el nomenament de nous arqueòlegs al capdavant del SIAM s’inicià la segona etapa del centre. Aquest període es caracteritzà per una gran renovació metodològica de l’arqueologia urbana, per la sistematització de les intervencions, per la normalització dels sistemes de documentació i arxiu i per l’endegament d’una política de publicacions sistemàtica i diversificada, probablement la principal mancança de l’etapa anterior.
A la dècada del 1980 es difongueren una sèrie de plantejaments metodològics desenvolupats a la Gran Bretanya alguns anys abans. Les noves propostes, que demostraren ser especialment útils per a l’excavació en contextos urbans, posaren l’èmfasi en l’excavació en àrea oberta i en l’estudi estratigràfic dels jaciments. La nova metodologia trobà bona acollida en els centres d’investigació capdavanters de França, Itàlia i Catalunya, d’on passà al SIAM, que començà a aplicar-la sistemàticament a partir del 1985. L’assimilació de l’activitat arqueològica dins el procés de tramitació administrativa de les llicències d’obra permeté reprendre el projecte original del SIAM de fer una veritable arqueologia preventiva, però ara sobre bases més sòlides, amb la qual cosa aconseguí reduir les agressions al dipòsit arqueològic i millorar sensiblement els resultats.
La generalització de les intervencions dugué a la sistematització dels processos de treball i dels mètodes de registre de les dades, per tal d’aconseguir unificar els criteris d’actuació sobre el jaciment que conforma València. De retruc, la necessitat d’arqueòlegs per dirigir les intervencions, cada vegada més nombroses, contribuí a consolidar aquesta professió en creixement. Durant dues dècades, el Servei d’Investigació ha estat aula de formació pràctica per als estudiants d’arqueologia de la UV i els seus sistemes d’enregistrament de dades han creat escola dins i fora del territori valencià.
Durant aquesta segona etapa s’han dut a terme prop de 200 intervencions, entre prospeccions i excavacions; en destaca especialment la de l’Almoina, al bell mig del centre històric, però també d’altres, com ara la del Palau del Reial, les necròpolis romanes de l’eix Quart-Cavallers, la Presó de Sant Vicent, la necròpoli islàmica del barri del Carme o els obradors artesanals del barri de Velluters, al carrer Quart. Aquestes investigacions han eixamplat enormement el coneixement sobre l’evolució històrica de la ciutat, introduint aspectes desconeguts, com l’existència del circ romà.
Respecte a les publicacions, el SIAM manté tres sèries ben definides: la “Sèrie Arqueològica”, orientada a la publicació de monografies sobre fons de la col·lecció o sobre troballes d’excavació; els Quaderns de Difusió Arqueològica, concebuda per acostar al gran públic diferents aspectes de la investigació, i els “Grans Temes”, síntesis col·lectives on s’aborden en profunditat aspectes o etapes històriques vinculades a la investigació arqueològica. A banda, es publiquen guies dels conjunts museístics (la Cripta arqueològica de Sant Vicent màrtir i l’Almoina); així com catàlegs de les exposicions que periòdicament s’organitzen a la Galeria del Tossal, un espai dissenyat a aquest efecte.