春秋时期，今贵阳属柯国辖地。战国时属夜郎国范围，两汉时期隶属柯郡。唐朝在乌江以南设羁縻州，贵阳属矩州。宋代称贵阳为贵州，宣和元年(1119)更矩州为贵州。元至元十七年(1280)置顺元路宣抚司，翌年改为宣慰司;二十年(1283)置贵州等处长官司，为顺元路治，先隶四川行中书省，后隶湖广行中书省;二十九年(1292)，顺元、八番两宣慰司合并，设八番顺元宣慰司都元帅府于顺元城(今贵阳)。

明洪武四年(1371)设贵州宣慰使司，司治贵州(今贵阳)。六年(1373)十二月置贵州卫指挥使司。十五年(1383)置贵州都指挥使司，下领贵州等十八卫。二十六年(1393)又置贵州前卫。明永乐十一年(1413)置贵州等处承宣布政使司，贵州建省，贵阳成为贵州省的政治、军事、经济、文化中心。隆庆三年(1569)三月，改新迁程番府为贵阳府。万历十四年(1586)置新贵县，附郭，隶于贵阳府。二十九年(1601)升贵阳府为贵阳军民府。三十六年(1618)析新贵县、定番州地置贵定县，仍隶贵阳军民府。崇祯四年(1631)废贵州宣慰司，析宣慰司水东地置开州。明末，贵阳军民府辖新贵县、贵定县、开州(今开阳县)、广顺州(今长顺县)、定番州(今惠水县)，亲领4个长官司。

清顺治十六年(1659)设贵州巡抚驻贵阳军民府。康熙五年(1666)移云贵总督驻贵阳。二十六年(1687)，省贵州卫、贵州前卫置贵筑县，与新贵县同城，改贵阳军民府为贵阳府。三十四年(1695)省新贵县入贵筑县。乾隆十四年(1749)贵阳府辖贵筑县、贵定县、龙里县、修文县、开州、定番州、广顺州和长寨厅(今属长顺县)。光绪七年(1881)增辖罗斛厅(今罗甸县)。

民国3年(1914)废贵阳府设贵阳县，贵州分为3道，贵阳县属黔中道，为道治;移贵筑县驻扎佐，旋移息烽，改名息烽县。9年(1920)废黔中道，贵阳县直隶于贵州省长公署。25年(1936)别全省为8个行政督察区，贵阳县属第一行政督察区。次年，贵阳县直隶于省政府。30年(1941)7月1日，撤贵阳县设贵阳市，另置贵筑县驻花溪，直至解放时未变动。

1949年11月15日贵阳解放，11月23日成立贵阳市人民政府。同时设贵阳专区，管辖贵筑、修文、开阳、息烽、惠水、龙里等县，专署驻贵筑县治(花溪)。1952年，裁贵阳专区设贵定专区。

1954年，贵筑县划归贵阳市辖。1958年，撤贵筑县建置，将市郊划为花溪、乌当两区;经国务院批准，将原属安顺专区的清镇、修文、开阳3县和原属黔南自治州的惠水县划归贵阳市辖。1959年设白云镇，相当于市辖区一级行政单位。1963年，将开阳县划归遵义专署，修文、清镇两县划归安顺专署，惠水县划归黔南自治州。1973年恢复白云区建置。1992年，清镇撤县设市。经国务院批准，自1996年1月1日起，将原安顺地区管辖的清镇市和修文、息烽、开阳“一市三县”划归贵阳市辖。2000年1月，国务院批准贵阳市设立小河区。2012年，国务院批准撤销花溪区、小河区，设立新花溪区和观山湖区。新花溪区为原花溪区、小河区行政区域;以原乌当区金阳街道、金华镇、朱昌镇、清镇市百花湖乡组建观山湖区。