大理，即大治之意。一說大理系傣語，“大”意為“地”。一說大理為撣語“穩渡”之意。先秦屬西南夷。西漢武帝元封二年（前109）置葉榆縣，隸屬益州郡。東漢時屬益州永昌郡葉榆縣。三國蜀漢屬益州云南郡葉榆縣。西晉時屬寧州云南郡葉榆縣。東晉屬寧州河陽郡。南朝屬東河陽郡。北朝周屬南寧州。隋屬南寧州總管府。唐初屬劍南道姚州轄河東州。開元二十四年（738），南詔統一洱海地區，建立南詔國，定都太和城。大歷十四年（779）建都羊苴咩城（今大理市）。后晉天福二年（937），通海節度使段思平建立大理國，建都羊苴咩城。

元憲宗七年（1257）置大理上、下二千戶，屬大理萬戶；置趙睒千戶，屬大理下萬戶。至元十一年（1274）趙睒千戶改置趙州；至元二十六年（1289）大理上、下二千戶合并改置太和縣。太和縣、趙州均屬大理路軍民府。明洪武十五年（1382），趙州更名趙喜州，尋復更名趙州。太和縣、趙州均屬大理府。清初沿明制，太和縣、趙州均屬大理府。

民國2年（1913）4月，太和縣改為大理縣，趙州改為趙縣。同年迤西道改為滇西道，大理縣、趙縣均屬滇西道。同年，賓川縣海東、海南2耆劃歸趙縣。民國三年（1914）1月，趙縣因與直隸省轄縣重名，更名為鳳儀縣。同年滇西道改為騰越道，大理縣、鳳儀縣屬騰越道。民國8年（1919），鳳儀縣海東、海南劃回賓川縣。民國18年（1929），廢騰越道，大理縣、鳳儀縣直屬省。民國37年（1948），大理縣、鳳儀縣屬云南省第十一行政督察區（駐大理縣）。民國38年（1949），大理縣、鳳儀縣屬云南省第八行政督察區（駐姚安縣）。

1950年，設立下關區，以鳳儀縣下關鎮和大理縣的鄰近下關鎮的地區為其行政區域。下關區及大理縣、風儀縣由大理專區領導。1950年6月，將原屬賓川令山分區的普和、洞壁、大湖西劃歸鳳儀縣。1951年3月14日，政務院批準：撤銷下關區，設立下關市，屬大理專區。1955年1月3日，國務院批準：下關市改為省轄市，由大理專署領導監督（注：實際下關市改為省轄市未執行，仍為大理專區領導）。1955年9月，原屬賓川的上河、向陽、文武、南村4鄉，面積5.16平方千米，劃歸鳳儀縣。

1956年11月16日國務院全體會議第40次會議決定：撤銷大理專區，設置大理白族自治州，下關市、大理、鳳儀縣屬大理州。1959年8月，原屬賓川大營公社的挖色、大城、小城、海印4個管理區（一說為挖色、大城、小城、海印、康廊），面積7.67平方千米，劃歸大理縣。1960年9月13日國務院全體會議第103次會議通過：設立大理市，撤銷下關市、大理縣、鳳儀縣、漾濞縣，以原下關市、大理縣、鳳儀縣、漾濞縣的行政區域合并為大理市的行政區域，大理市屬大理州。

1962年3月27日國務院全體會議第115次會議決定：撤銷大理市。恢復大理縣，以合并于大理市的原大理縣、鳳儀縣、漾濞縣行政區域為大理縣的行政區域；恢復下關市。以合并于大理市的原下關市行政區域為下關市的行政區域；下關市、大理縣屬大理州。1962年10月27日國務院全體會議第117次會議決定：設立漾濞縣，以合并于大理縣的原漾濞縣行政區域為漾濞縣的行政區域。1983年9月9日國務院【國函字189號】批復：撤銷下關市、大理縣，設立大理市（縣級），以下關市、大理縣的行政區域為大理市的行政區域，大理市屬大理州。

1996年，大理市面積1457平方千米，人口約46萬人。轄2個街道、2個鎮、7個鄉、1個民族鄉：下關街道、大理街道、喜洲鎮、鳳儀鎮、灣橋鄉、銀橋鄉、城邑鄉、七里橋鄉、市郊鄉、海東鄉、挖色鄉、太邑彝族鄉。市政府駐下關街道。

1998年6月28日，云政復[1998]47號批復同意：撤銷大理街道、城邑鄉，合并設立大理鎮；撤銷下關街道、市郊鄉，合并設立下關鎮。至此，大理市轄4個鎮、5個鄉、1個民族鄉。

2000年第五次人口普查，大理市常住總人口521169人，其中：下關鎮174801人，大理鎮56259人，鳳儀鎮75763人，喜洲鎮55959人，海東鄉21266人，挖色鄉18218人，灣橋鄉22122人，銀橋鄉26309人，七里橋鄉33842人，太邑彝族鄉8315人，大理經濟開發區28315人。

？年，挖色鄉、灣橋鄉、銀橋鄉、七里橋鄉撤鄉設鎮。2001年10月，海東鄉撤鄉設鎮。至此，全市轄9個鎮、1個民族鄉：下關鎮、大理鎮、喜洲鎮、鳳儀鎮、灣橋鎮、銀橋鎮、七里橋鎮、海東鎮、挖色鎮、太邑彝族鄉。

2003年12月，原洱源縣江尾鎮和雙廊鎮劃歸大理市管轄，江尾鎮更名為上關鎮（省政府2003年12月22日批準）。2004年1月，將洱源縣的江尾鎮、雙廊鎮劃歸大理市管轄，江尾鎮更名為上關鎮。2005年，撤銷七里橋鎮，將原七里橋鎮洱濱、太和、劉官廠、大莊4個村委會劃歸下關鎮管轄，將上末、陽和、下兌3個村委會劃歸大理鎮管轄（省政府2005年10月24日批準）。

2006年末，大理市總面積1815平方千米，總人口58.98萬人。設10鎮1鄉，即鳳儀鎮、海東鎮、挖色鎮、雙廊鎮、上關鎮、喜洲鎮、灣橋鎮、銀橋鎮、大理鎮、下關鎮和太邑彝族鄉。另設一個省級經濟開發區和一個省級旅游度假區。

2010年第六次人口普查，大理市常住總人口652045人，其中：下關鎮235305人，大理鎮82566人，鳳儀鎮61890人，喜洲鎮54939人，海東鎮21274人，挖色鎮16873人，灣橋鎮20784人，銀橋鎮28002人，雙廊鎮16472人，上關鎮38922人，太邑彝族鄉7581人；（大理經濟開發區）天井辦事處45432人，滿江辦事處22005人。

2010年末，全市總人口607478人，其中白族人口412103人，白族占總人口的67.84％。轄10鎮1鄉、1個省級經濟開發區（省級高新技術開發區）、1個省級旅游度假區，共有111個行政村、31個社區。