La sección Centro de Documentación agrupa la documentación producida y reunida por el CEDOC desde su creación en 1979 hasta su reestructuración en 2007 como Área de Investigación.
Está organizada en cuatro subsecciones, de acuerdo a la lógica institucional y el principio de procedencia de la documentación: la subsección Archivo Periodístico, conformada por más de 100.000 recortes de artículos de los principales diarios nacionales publicados entre 1975 y 1994. Esta colección fue realizada por integrantes del CEDOC y voluntaries que seleccionaron con criterios temáticos información publicada sobre derechos humanos. Además, incluye diarios completos y agrupaciones temáticas de prensa.
La subsección Archivo Testimonial reúne más de 500 testimonios de familiares y víctimas del terrorismo de Estado, tomados o reunidos por el CEDOC. También incluye la documentación producida en las investigaciones y sistematizaciones que se realizaron sobre estas fuentes fundamentales para la identificación de víctimas, responsables y metodologías represivas.
La subsección Archivo Documental agrupa diversos tipos documentales que permiten reconstruir el funcionamiento represivo.
Por último, la subsección Material de trabajo reúne la documentación producida por el CEDOC en sus actividades de organización documental, investigación y la elaboración de publicaciones. La mayor parte de la documentación se encuentra en español, aunque también hay documentos o copias de algunos documentos en inglés, francés, italiano, portugués y alemán.
La documentación producida por el CEDOC dio lugar a múltiples publicaciones, entre ellas: la colección Memoria y Juicio de los años 1981 y 1982; el libro 692 Responsables del terrorismo de estado, en 1986; Culpables para la sociedad impunes por la ley, realizado por diferentes organismos de derechos humanos y publicado en 1988 y la publicación Testimonio sobre el centro clandestino de detención de la Escuela de Mecánica de la Armada Argentina (ESMA), de Víctor Basterra, publicada en 1984.

Historia institucional
El Centro de Documentación se constituye desde la fundación del CELS con el objetivo de conformar un Archivo sobre las violaciones a los derechos humanos durante el terrorismo de Estado. Fue coordinado entre 1979 y 1991 por Alicia Martín. Durante 1991 Daniel Toribio y Diego Freixas ocuparon el rol de coordinadores. Entre 1995 y 2007 la coordinación estuvo a cargo de Cristina Caiati.
Durante las décadas de 1980 y 1990 el área tuvo diferentes nombres: Centro de documentación, Programa de documentación, Área de Documentación o Departamento de documentación. El nombre de CEDOC titula esta sección porque es la nominación vigente al momento de producción de la mayoría de los documentos que resguarda. En 2007 el área se reformuló y pasó a denominarse Área de Investigación, incorporando la gestión de la Biblioteca y tomando funciones de apoyo a la investigación de otros equipos.
Durante el terrorismo de Estado, el CEDOC realizó una intensa tarea de búsqueda, recolección y sistematización de información con el objetivo de respaldar acciones legales y de comprender la lógica de funcionamiento del sistema represivo, quiénes eran sus víctimas, sus responsables, cuáles eran las metodologías represivas.
A partir de 1983, la producción de documentación se orientó a elaborar pruebas para sustentar las acciones judiciales, como el Juicio a las Juntas y otras causas iniciadas en ese tiempo. El CEDOC profundizó la tarea de sistematización de los datos elaborados durante la dictadura. El resultado de este trabajo se ve reflejado en publicaciones como Terrorismo de Estado. 692 responsables (Buenos Aires, CELS, 1986), Culpables para la sociedad, impunes por la ley (Buenos Aires, CELS, 1988), Documentación contra la impunidad (Buenos Aires, CELS, 1990).
En 1984, en el marco de un congreso de FEDEFAM, el CEDOC se definió como un centro al servicio del pueblo cuyo objetivo principal fue informar con rapidez, eficiencia, precisión y confiabilidad. La tarea archivística incorporó, desde entonces, la tarea de dar lugar a voces no oficiales. Para ello, el CEDOC registraba información significativa y datos precisos que servían para grupos de acción y difusión de la causa popular. El archivo se construyó como herramienta dinámica de consulta para generar acciones.
Una idea rectora fue "convertir lo solitario en solidario". Esta idea surje de observar que muchos casos de violaciones a derechos humanos llegaban como hechos aislados pero al ponerlos en serie o en relación con la trama de información se obtenía claridad sobre el carácter estructural de lo sucedido. Durante la década del 80 y del 90 el CEDOC continuó la reunión de documentación sobre los crímenes cometidos durante el terrorismo de Estado y a su vez comenzó a trabajar con documentación sobre otros campos concernientes a los derechos humanos como la violencia policial en democracia, las violaciones ocurridas en instituciones penitenciarias, entre otros.