春秋時期，今貴陽屬柯國轄地。戰國時屬夜郎國范圍，兩漢時期隸屬柯郡。唐朝在烏江以南設羈縻州，貴陽屬矩州。宋代稱貴陽為貴州，宣和元年(1119)更矩州為貴州。元至元十七年(1280)置順元路宣撫司，翌年改為宣慰司；二十年(1283)置貴州等處長官司，為順元路治，先隸四川行中書省，后隸湖廣行中書省；二十九年(1292)，順元、八番兩宣慰司合并，設八番順元宣慰司都元帥府于順元城(今貴陽)。

明洪武四年（1371）設貴州宣慰使司，司治貴州（今貴陽）。六年（1373）十二月置貴州衛指揮使司。十五年（1383）置貴州都指揮使司，下領貴州等十八衛。二十六年（1393）又置貴州前衛。明永樂十一年(1413)置貴州等處承宣布政使司，貴州建省，貴陽成為貴州省的政治、軍事、經濟、文化中心。隆慶三年(1569)三月，改新遷程番府為貴陽府。萬歷十四年(1586)置新貴縣，附郭，隸于貴陽府。二十九年(1601)升貴陽府為貴陽軍民府。三十六年(1618)析新貴縣、定番州地置貴定縣，仍隸貴陽軍民府。崇禎四年(1631)廢貴州宣慰司，析宣慰司水東地置開州。明末，貴陽軍民府轄新貴縣、貴定縣、開州(今開陽縣)、廣順州(今長順縣)、定番州(今惠水縣)，親領4個長官司。

清順治十六年(1659)設貴州巡撫駐貴陽軍民府。康熙五年(1666)移云貴總督駐貴陽。二十六年(1687)，省貴州衛、貴州前衛置貴筑縣，與新貴縣同城，改貴陽軍民府為貴陽府。三十四年(1695)省新貴縣入貴筑縣。乾隆十四年(1749)貴陽府轄貴筑縣、貴定縣、龍里縣、修文縣、開州、定番州、廣順州和長寨廳(今屬長順縣)。光緒七年(1881)增轄羅斛廳(今羅甸縣)。

民國3年(1914)廢貴陽府設貴陽縣，貴州分為3道，貴陽縣屬黔中道，為道治；移貴筑縣駐扎佐，旋移息烽，改名息烽縣。9年(1920)廢黔中道，貴陽縣直隸于貴州省長公署。25年(1936)別全省為8個行政督察區，貴陽縣屬第一行政督察區。次年，貴陽縣直隸于省政府。30年(1941)7月1日，撤貴陽縣設貴陽市，另置貴筑縣駐花溪，直至解放時未變動。

1949年11月15日貴陽解放，11月23日成立貴陽市人民政府。同時設貴陽專區，管轄貴筑、修文、開陽、息烽、惠水、龍里等縣，專署駐貴筑縣治(花溪)。1952年，裁貴陽專區設貴定專區。

1954年，貴筑縣劃歸貴陽市轄。1958年，撤貴筑縣建置，將市郊劃為花溪、烏當兩區；經國務院批準，將原屬安順專區的清鎮、修文、開陽3縣和原屬黔南自治州的惠水縣劃歸貴陽市轄。1959年設白云鎮，相當于市轄區一級行政單位。1963年，將開陽縣劃歸遵義專署，修文、清鎮兩縣劃歸安順專署，惠水縣劃歸黔南自治州。1973年恢復白云區建置。1992年，清鎮撤縣設市。經國務院批準，自1996年1月1日起，將原安順地區管轄的清鎮市和修文、息烽、開陽“一市三縣”劃歸貴陽市轄。