大理文化灿烂，是云南最早的文化发祥地之一。远在四千多年前，白族先民就在这里繁衍生息，苍山马龙峰、中和峰、海东鹿鹅山曾出土大批新石器时期的石刀、石斧、石坠、粗陶器。
西汉武帝时期，张骞出使西域，刺激汉武帝探索从西南方前往印度的“蜀身毒道”，经营西南边疆。前109年(汉武帝元封二年)在大理地区遥置叶榆县，是中原王朝最早在云南设县的地区。东汉时隶属于永昌郡。三国时臣服于诸葛亮的南征军，设立了蜀汉云南郡。南北朝时先后属河阳郡、西河郡。当时，白族已大致形成，并在洱海边建筑了多座城邑。
唐初，洱海周边有6个部落，称为六诏。唐高宗时，蒙舍诏以外的五诏均被吐蕃征服。737年(唐开元二十六年)，蒙舍诏首领皮逻阁兼并了其他五诏，建立起南诏国，并将都城从蒙舍(今巍山)搬迁到了太和城(今太和村)，并以此为基地，继续征服周边地区，控制今天云南省的大部分地区。
750年(天宝九年)到754年，唐朝先后三次派鲜于仲通、李宓率大军攻打南诏国，南诏王阁逻凤与吐蕃结盟，三次大败唐军，史称天宝战争。
779年(唐大历年间)，皮逻阁之曾孙将都城迁至羊苴咩城，即今大理旧城。南诏国在大理境内定都时间共达163年。唐德宗贞元十年，派遣节度使前往南诏，与南诏王异牟寻会盟于苍山，两国再度恢复和平。
902年(唐昭宗天复二年)，南诏权臣郑买嗣夺权，建立“大长和国”。927年，杨干贞扶持赵善政建立“大天兴国”，随后又自立为王，建“大义宁国”。937年(后晋天福二年)，段思平也于羊苴咩城定都建国，国号大理。段氏自称是汉人后裔，立国后，大力推行汉文化，并与南宋遣使通商。
大理国历经了316年后，在1253年，为元世祖忽必烈亲征所灭。1274年，元朝为便于统治，在押赤城(又名中庆路，今云南省昆明市)设置了云南行省，同时设立大理路及太和县，隶属于云南行省。从此云南的中心城市便由大理转移到了昆明。
1381年，明军攻占大理，大理路改为大理府，仍治太和县，并筑新的府城，即今大理古城。1659年，清军攻入云南。清代沿袭明制。1856年(清咸丰六年)爆发云南回民起义，建立杜文秀穆斯林政权，控制云南大部分地区。
中华民国建立后，裁撤大理府，太和县则改名为大理县。1950年析置下关市，1983年，下关市与大理县合并设立了县级大理市。现为大理白族自治州的州府驻地，全市人口中约三分之二是白族人。