La Photothèque est chargée de mettre en ordre les phototypes historiques, depuis la définition des fonds photographiques par grandes zones thématiques : lieux, églises, monuments, collections, histoire et événements. Les impressions sont mises dans des enveloppes en polypropylène et placées dans des dossiers adéquats en carton rigide, conformes aux standards de conservation. On procède ensuite au catalogage et à l’informatisation des données grâce à des files Excel (Fonds Rome Basiliques majeures, Rome Églises, Rome Palais, Rome Villas, Rome Places, Rome Musées, Ferper).

En ce qui concerne les négatifs sur verre, après un premier catalogage du fichier historique sur file Excel, a été mis en place, de novembre 2016 à mars 2024, un vaste projet de révision, dépoussiérage et mise en sécurité de toutes les plaques conservées dans les 36 armoires historiques de la Photothèque (environ 44.000), qui ont été ensuite scannérisées pour en faciliter la consultation.
Un travail ponctuel de catalogage a été lancé parallèlement, à partir des fiches historiques rédigées dans les années 1930, mais qui se limitaient à l’identification du sujet, à son emplacement, son numéro d’inventaire et son éventuel numéro de catalogue. Cette activité a supposé de remplir des files Excel, riches en informations tant sur le négatif que sur le sujet représenté ; ces données ont été transférées ensuite sur des fiches digitales dans une base de données accessible par le Catalogue en ligne. Actuellement, 12.200 images environ sont consultables et elles font partie des 13 premières armoires de la collection.

Ce projet a été présenté le 25 novembre 2021 dans le cadre du cycle de conférences Le Jeudi des Musées, sous le titre : « La Photothèque des Musées du Vatican. Technologie et conservation au service de la connaissance ».
En décembre 2025, le catalogue a été augmenté avec le premier fonds de négatifs sur pellicule : le Fonds A.R.M. (Art religieux moderne), formé de 790 pellicules 6x7 couvrant l’année 1973, année qui a vu ces œuvres faire leur entrée dans la Collection d’Art religieux moderne.
En août 2024, on a commencé à digitaliser les quelque 6.200 plaques provenant des dépôts, un matériel inédit et précieux, ainsi que les 2.000 plaques du Fonds Busiri Vici ; cette opération s’est conclue en octobre 2025. Au cours des derniers mois de 2025, on a par ailleurs entamé la scannérisation des pellicules A.D., documentation qui concerne la collection des Arts décoratifs, qui s’est formée à partir d’octobre 1999 lors du transfert de juridiction des objets de la Bibliothèque apostolique vaticane aux Musées du Vatican.