包頭是蒙古語“包克圖”的諧音，意為有鹿的地方，相傳古時，此地有鹿群棲息。故包頭又有鹿城之稱。一說得名于附近的小河名——博托河。一說系源自漢語的“泊頭”。1817年包頭是當時緊靠黃河的水運碼頭，故名。

最初為中國北方少數民族的放牧地，春秋戰國屬趙。趙武靈王20年（公元前306年）筑九原城。公元前221年秦為九原郡。公元433年，北魏設懷朔鎮。遼屬云內州。清嘉慶十四年（1809年）設包頭鎮。轄區在清末分屬五原廳、薩拉齊廳、烏蘭察布盟。蒙旗事宜分屬西公旗、土右旗、達茂旗。1923年設包頭設置局。1926年設包頭縣。

1949年9月19日，包頭獲得和平解放。1950年2月13日，包頭市人民政府正式成立。1954年原綏遠省包頭市劃歸內蒙古自治區，為自治區轄市。1960年原屬巴彥淖爾盟的烏拉特前旗劃歸包頭市領導。1961年以1958年撤銷并入包頭市的原固陽縣轄區復設固陽縣（駐固陽城關鎮）；轄1縣、1旗。

1963年將固陽縣劃歸烏蘭察布盟，烏拉特前旗劃歸巴彥淖爾盟。1970年烏蘭察布盟所屬土默特右旗（駐薩拉齊）、固陽縣劃歸包頭市。1996年5月18日，國務院批準將烏蘭察布盟達爾罕茂明安聯合旗劃歸包頭市管轄。

1996年?，包頭市面積28613平方千米，人口194萬人，其中蒙古族占2%。市政府駐昆都侖區。轄昆都侖、青山、東河、郊區4區，石拐、白云鄂博2礦區以及土默特右旗、達爾罕茂明安聯合旗和固陽縣，計9個區、礦區、旗、縣。（《政區大典》）

1998年，將郊區臨近市三區的一些自然村和河東鄉、國慶鄉劃歸市三區和石拐礦區管轄。1999年末，全市總面積27691平方千米。總人口203.01萬人，其中市區人口135.53萬人。轄9個旗縣區，共有77個鄉鎮和40個街道。（內蒙古年鑒數據）

2000年第五次人口普查，包頭市總人口2254439人。其中：東河區429355人、昆都倫區505951人、青山區382659人、石拐區50337人、白云礦區25286人、九原區277593人、土默特右旗314290人、固陽縣170643人、達爾罕茂明安聯合旗98325人。

2006年，全市總面積27768平方千米。常住人口246萬人，其中城鎮人口180萬人；少數民族共13.3萬人，其中蒙古族7.09萬人。轄9個旗縣區和1個國家級稀土高新技術產業開發區。

2006年，經自治區人民政府第11次主席辦公會議研究和自治區民政廳[2006]118號批復同意包頭市九原區設立萬水泉鎮。2007年8月28日，萬水泉鎮正式成立，由包頭市稀土高新區管理。

2008年6月，為解決全市中心城區發展空間受限，行政區域設置不合理的問題，包頭市制定全市行政區劃調整方案：將九原區沙爾沁鎮整建制劃出，將興勝鎮所屬的29個村，麻池所屬的5個村，哈業胡同鎮所屬的15個村，阿嘎如泰蘇木所屬的1個嘎查劃出。區劃后九原區轄區總面積由1858平方千米縮減為734平方千米。

2009年，全市總面積27768平方千米。常住人口257.2萬人，比上年增加4萬人，城鎮人口200.2萬人，城鎮化率77.9%。轄昆都侖區、青山區、東河區、九原區、石拐區、白云礦區、固陽縣、土默特右旗、達爾罕茂明安聯合旗9個旗縣區和1個稀土高新技術產業開發區。