相傳漢高祖北上抗匈奴，兵困平城（今大同），脫圍時大軍南轍，到忻口方擺脫追兵。高祖破愁而笑，六軍欣然如歸，因“欣”通“忻”，忻州之名由此而生。忻州地區，春秋時大部分屬晉地，戰國屬趙，秦漢屬太原、雁門、太平等郡。

東漢建安二十年（215）于九原縣置新興郡。三國魏時雁門郡治自今朔州市境徙廣武縣，故治在今代縣境。晉元康中年改新興郡為晉昌郡。北魏初年于肆盧縣置肆盧郡。北齊廢永安、永定、新安、建安、廣安、廣寧、神武、齊、吐京諸郡，改武州為北靈州，尋廢，改廓州為北顯州。北周廢繁峙、太平2郡及北顯州。大象元年（579）肆州治徙今代縣境。

隋開皇元年（581）復置新興郡。唐武德元年（618）改新興郡為忻州，改雁門郡為代州，建都督府。五代唐改武州為毅州，后廢。五代北漢于今繁峙縣境置寶興軍，乾佑五年（952）于今寧武縣境置寧化軍和固軍。五代周顯德元年（954）于雁門縣置靜塞軍，故治在今代縣境，尋廢。

宋廢寧化軍和寶興軍。太平興國四年（979）廢固軍。五年于嵐谷縣復置岢嵐軍，于寧化縣復置寧化軍。六年于今靜樂縣境置靜樂軍。遼重熙九年（1040）復于今五寨縣境置武州，于今偏關縣境置寧邊州。宋熙寧三年（1070）廢憲州，十年復置。政和五年（1115）改憲州為汾源郡。

金天會六年（1128）于雁門縣置震武軍，后廢。天德三年（1151）改汾源郡為管州。大定二十二年（1182）岢嵐軍、保德軍、火山軍、寧化軍均升為州。蒙古太祖十四年（1219）升崞縣為崞州，故治在今原平市境。十六年廢岢嵐州，并寧化州入管州。蒙古世祖至元二年（1265）睟州廢入保德州。元至元四年（1338）寧邊州廢入武州。

明洪武二年（1369）廢武州，改崞、代、堅、臺4州為崞、代、繁峙、五臺4縣，三年改管州為靜樂縣，七年改保德州為保德縣。成化二十三年（1487）于代州置雁門道。嘉靖中年改雁門道為雁平道，明末廢，清康熙十年（1671）復置。雍正二年（1724）升忻、代、保德3州為直隸州。清末廢雁平道。民國初年廢州。屬雁門道，后分別屬山西第一、第二專員公署。

1949年置忻縣專區，專署駐忻縣，轄忻縣、代縣、寧武、靜樂、五臺、定襄、繁峙、崞縣、陽曲等9縣。1952年將原興縣專區所屬興縣、保德、河曲、偏關、神池、五寨、岢嵐、嵐縣等8縣劃入忻縣專區。1958年底，忻縣專區與雁北專區合并為晉北專區。

1961年復設忻縣專區，專署駐忻縣。原晉北專區所屬忻定、寧武、原平、繁峙、五臺、靜樂、興縣、河曲、五寨、保德、偏關等11縣劃歸忻縣專區。恢復1958年屬晉北專區時撤銷的忻縣、定襄、代縣、嵐縣（駐東村）、岢嵐、神池等6縣；撤銷忻定縣。忻縣專區轄16縣。

1970年忻縣專區改稱忻縣地區，地區駐忻縣。1971年將興縣、嵐縣劃歸呂梁地區，忻縣地區轄14縣。1983年，忻縣地區改為忻州地區，忻縣改為忻州市，地區行署駐忻州市。1993年，原平縣改為原平市。忻州地區轄代縣、繁峙、五臺、定襄、靜樂、岢嵐、保德、五寨、河曲、偏關、神池、寧武12縣，代管忻州、原平2市。

2000年，經國務院批準撤銷忻州地區和縣級忻州市，設立地級忻州市。市政府駐新設立的忻府區。忻州市設立忻府區，以原縣級忻州市的行政區域為忻府區的行政區域。區政府駐光明東街。忻州市轄原忻州地區的神池縣、五寨縣、五臺縣、偏關縣、寧武縣、靜樂縣、繁峙縣、河曲縣、保德縣、定襄縣、岢嵐縣和新設立的忻府區。原忻州地區的原平市由山西省直轄，委托忻州市代管。

2000年第五次人口普查，忻州市總人口2938344人，其中：忻府區496608人，定襄縣211104人，五臺縣313321人，代縣203311人，繁峙縣241938人，寧武縣152938人，靜樂縣155740人，神池縣103990人，五寨縣108651人，岢嵐縣80760人，河曲縣138811人，保德縣146995人，偏關縣112324人，原平市471853人。