蘭州是古絲綢之路上的重鎮(zhèn)，早在5000年前人類就在這里繁衍生息。
西漢設立縣治，取“金城湯池”之意而稱金城；隋初改置蘭州總管府，始稱蘭州。
自漢至唐、宋時期，隨著絲綢之路的開通，出現(xiàn)了絲綢西去、天馬東來的盛況，蘭州逐漸成為絲綢之路重要的交通要道和商埠重鎮(zhèn)，聯(lián)系西域少數(shù)民族的重要都會和紐帶，是黃河文化、絲路文化、中原文化與西域文化的重要交匯地。
秦始皇統(tǒng)一六國后，分天下為三十六郡，蘭州一帶屬隴西郡地。
西漢初，依秦建制，蘭州仍為隴西郡轄地。
漢武帝元狩二年（公元前121年），霍去病率軍西征匈奴，在蘭州西設令居塞駐軍，為漢開辟河西四郡打通了道路。
漢昭帝始元元年（公元前86年），在今蘭州始置金城縣，屬天水郡管轄。
漢昭帝始元六年（公元前81年），又置金城郡。
漢宣帝神爵二年（公元前60年），趙充國平定西羌、屯兵湟中后，西漢在金城郡的統(tǒng)治得到加強，先后又新置七縣。
東漢光武帝建武十二年（公元36年），并金城郡于隴西郡。
漢安帝永初四年（110年），西羌起義，金城郡地大部被占，郡治由允吾遷至襄武（今甘肅隴西縣），十二年后又遷回允吾。
東漢末年，分金城郡新置西平郡，從此，金城郡治由允吾遷至榆中（今榆中縣城西）。
西晉建立后，仍置金城郡。西晉末年，前涼永安元年（314年），分金城郡所屬的枝陽、令居二縣，又與新設立的永登縣，在今蘭州市紅古區(qū)窯街附近三縣合置廣武郡。同年，金城郡治由榆中遷至金城，從此金城郡治與縣治同駐一城。
隋文帝開皇三年（583年），改金城郡為蘭州，置總管府。因城南有皋蘭山，故名蘭州。
隋煬帝大業(yè)三年，改子城縣為金城縣，復改蘭州為金城郡，領金城、狄道二縣，郡治金城。
隋煬帝大業(yè)十三年（617年），金城校尉薛舉起兵反隋，稱西秦霸王，年號秦興，建都金城。不久遷都于天水，后為唐所滅。
唐統(tǒng)一中國后，于唐高祖武德二年（619年）復置蘭州。武德八年（625年），置都督府。
唐高宗顯慶元年（656年），又改為州。
唐玄宗天寶元年（742年），復改為金城郡。
唐肅宗乾元二年（759年），又改金城郡為蘭州，州治五泉，管轄五泉、廣武二縣。
唐代宗寶應元年（762年），蘭州被吐蕃占領。
唐宣宗大中二年，沙州敦煌人張義潮起義，收復隴右十一州地，蘭州又歸唐屬。然而此時的唐朝已經(jīng)衰落，無力西顧。不久又被吐蕃占領。
北宋真宗、仁宗年間，黨項族屢敗吐蕃諸部。
宋仁宗景祐三年（1036年），黨項元昊擊敗吐蕃，占領河西及蘭州地區(qū)。
宋神宗元豐四年（1081年），北宋乘西夏朝廷內(nèi)亂，調(diào)軍攻夏，收復蘭州。此后宋、夏隔河對峙，時相攻伐。
南宋宋高宗紹興元年（1131年），蘭州在宋廷統(tǒng)治半個世紀后，被金將宗弼（即金兀術）攻占。
此后蘭州雖曾在金大定元年（1161年）被宋收復過，但旋即丟失。因此，南宋后蘭州又進入了金與西夏新一輪的爭奪之中。
直至金哀宗天興三年（1234年），蒙古滅金，占領蘭州。
明太祖洪武二年（1369年），明軍戰(zhàn)敗元軍，攻取蘭州，次年置蘭州衛(wèi)。洪武五年，置莊浪衛(wèi)。
明惠宗建文元年（1399年），肅王朱楧率甘州中護衛(wèi)移藩蘭縣（蘭州），以三分軍士守城，七分軍士屯田，加之東南諸省移民不斷移蘭屯墾，興修水利，促進經(jīng)濟發(fā)展，人口增殖，至成化時蘭州“城郭內(nèi)外，軍民廬舍不下萬馀區(qū)”。
清初依明建制，蘭州隸屬臨洮府，衛(wèi)屬陜西都指揮使司。
清朝順治十三年（1656年）裁衛(wèi)歸州。
清朝康熙二年（1662年）復設蘭州衛(wèi)。
清朝康熙五年（1666年）陜甘分治，設甘肅行省，省會由鞏昌（今隴西）遷至蘭州。從此，蘭州一直為甘肅的政治中心。
清朝乾隆三年（1738年）臨洮府治由狄道移至蘭州，改稱蘭州府，又改州為皋蘭縣。當時蘭州府轄管狄道、河州二州；皋蘭、金縣、渭源、靖遠四縣。
清朝乾隆二十九年（1764年）陜甘總督衙門自西安移駐蘭州，裁減甘肅巡撫。自此蘭州成為西北政治、軍事重鎮(zhèn)，用以“節(jié)制三秦”、“懷柔西域”。
中華民國二年（1913年）廢府州設道，并蘭山、鞏昌二府為蘭山道，轄管皋蘭、紅水、榆中、狄道、導河、寧定、洮沙、靖遠、渭源、定西、臨潭、隴西、岷縣、會寧、漳縣等十五縣。道尹駐省會皋蘭縣。
中華民國十六年（1927年）改道為區(qū)，變蘭山道為蘭山區(qū)。
中華民國二十五年（1936年），劃甘肅省為七個行政督察專員公署，皋蘭、榆中屬第一行政督察區(qū)，專署駐岷縣。
中華民國三十年（1941年），將皋蘭縣城郊劃出，新設置蘭州市，與皋蘭縣同治今蘭州城關區(qū)。市區(qū)面積16平方千米，人口17.2萬余人。
中華民國三十三年（1944年），市區(qū)擴大，東至陽洼山，西至土門墩，不含馬灘，南到石咀子、八里窯、皋蘭山頂，北至鹽場堡、十里店，面積達146平方千米。
1949年08月，蘭州解放。建國以來，蘭州市建置曾幾度變更。
1985年又將白銀區(qū)及皋蘭縣之3個鄉(xiāng)劃歸白銀市后成今市區(qū)轄境。
2012年08月，國務院印發(fā)《國務院關于同意設立蘭州新區(qū)的批復》，同意設立國家級蘭州新區(qū)。
2012年12月，將榆中縣的定遠鎮(zhèn)、連搭鄉(xiāng)委托蘭州高新區(qū)代管。2014年，省民政廳（甘民復〔2014〕99號）批復同意：皋蘭縣撤銷水阜鄉(xiāng)，設立水阜鎮(zhèn)。同年，省民政廳（甘民復〔2014〕155號）批復同意：皋蘭縣撤銷黑石川鄉(xiāng)，設立黑石鎮(zhèn)。
2015年，紅古區(qū)紅古鄉(xiāng)、西固區(qū)河口鄉(xiāng)、永登縣柳樹鄉(xiāng)3個鄉(xiāng)撤鄉(xiāng)改鎮(zhèn)獲批。
截至2018年，蘭州市轄城關區(qū)、七里河區(qū)、西固區(qū)、安寧區(qū)、紅古區(qū)5個區(qū)和永登縣、榆中縣、皋蘭縣3個縣和蘭州新區(qū)、蘭州高新區(qū)、蘭州經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)。
