铜仁历史悠久，可以追溯到新石器时代。20世纪80年代，铜仁境内多处发现新石器时代文化遗址。1980年6月，文物普查时，在松桃县木树乡电站东虎渡口，采集到磨光石斧、夹砂红陶片及夹砂灰陶片，经贵州省博物馆鉴定，为新石器时代文化遗址。1981年6月，在铜仁市漾头区杜家园调查文物时，采集到若干夹砂红陶、灰砂灰陶残片。同时，在马岩乡的岩董，也采集到磨光石器残片及少量夹砂红陶片，经贵州省博物馆鉴定，此两处为新石器时代文化遗址。一系列的新石器文化遗址的重大发现证明，在四、五千年前，铜仁这块土地上就有人类劳动生息了。
铜仁原名铜人，相传元朝时有渔人在铜岩处潜入江底，得铜人三尊。元代设置“铜人大小江蛮夷军民长官司”，隶属思南宣慰司。明永乐十一年撤思州、思南宣慰司，于今境地设铜仁、思南、石阡、乌罗4府，均隶属于由此而设置的贵州布政使司。明正统三年(公元1438年)废乌罗府，其大部并入铜仁府。铜仁由此得名。
民国元年(公元1912年)撤铜仁县(治所今江口县)并入铜仁府(治所今铜仁市);民国2年(1913年)改铜仁府为铜仁县(治所今铜仁市);同时，改思南府为思南县，改石阡府为石阡县，改松桃直隶厅为松桃县。另外，恢复原铜仁县(治所今江口县)改名江口县，安化县改名德江县，以原思南府沿河佑溪吏目驻地设沿河县，以原铜仁府省溪吏目设省溪县(今万山特区)。玉屏县、印江县建置不变。民国3年(1914年)以原铜仁县正大营县丞驻地设正大营分县，隶属松桃县兼管;以原四十八溪主薄驻地设四十八溪(今甘龙口)分县，隶属松桃县兼管。民国24年(公元1935年)6月，经国民政府军事委员会委员长行营核准，在贵州省建立11个行政督察区。其中第六行政督察区专员公署驻思南，辖思南、德江、印江、沿河、石阡等县，第五行政督察区专员公署驻铜仁辖铜仁、江口、松桃、玉屏、省溪等县。民国25年(1936年)1月，正大营分县并入铜仁县，甘龙口分县并入松桃县。同年3月，全省缩编为8个督察区，第六督察区专员公署驻铜仁，辖铜仁、江口、松桃、玉屏、石阡、省溪、思南、德江、印江、沿河、后坪(治所今沿河县后坪乡)11县。民国26年(1937年)11月，督察区重新设置，德江、后坪2县划属第五督察区(治所今遵义市)，其余9县隶属第一督察区(治所今镇远县)。民国30年(1941年)撤省溪县，辖地分别并入铜仁、玉屏2县;撒后坪县，辖地分别并入沿河、务川2县。民国32年(1943年)2月，全省改设6个行政督察区。第六督察区专员公署驻铜仁，辖铜仁、江口、玉屏、松桃、印江、石阡、思南、德江、沿河9县。至此，铜仁地区建置基本固定。
中华人民共和国成立后，铜仁地区于1950年1月12日全境解放，当年设铜仁专区，专员公署驻铜仁县，辖铜仁、玉屏、松桃、江口、印江、石阡、思南、德江、沿河9县。1956年9月撤消松桃县，设立松桃苗族自治县。1958年12月撤销玉屏、江口二县，并入铜仁县。1961年8月恢复玉屏、江口两县。1966年12月设立万山特区，1968年9月撤销，1970年8月恢复万山特区。1979年1月撤消铜仁地区革命委员会，正式设立铜仁地区行政公署(筒称行署)，作为贵州省人民政府行政派出机构的现行建制。至此开始，行署驻铜仁县，下辖铜仁县、江口县、印江县、石阡县、思南县、德江县、沿河县、玉屏县、松桃苗族自治县、万山特区，共8县l自治县l特区，此后县级建制变动情况有:1983年9月7日国务院批准撤销玉屏县建立玉屏侗族自治县，原行政区域不变;1986年10月7日国务院批准撤销沿河县，设立沿河土家族自治县，原行政区域不变;1986年12月13日，国务院批准撤销印江县，设立印江土家族苗族自治县，原行政区域不变。1987年8月21日国务院批准撤销铜仁县，设立铜仁市，原行政区域不变。乡级建制变动情况有:1984年1月将人民公社改为乡，通过建乡建镇调整，全区乡级行政区划分60个区，10个区级镇。区(镇)下辖369个乡，21个乡级镇、4个民族乡。1987年新建民族乡79个，乡级建制为60个区，10个区级镇，区(镇)下辖315个乡、22个乡级镇，83个民族乡。1991年全区通过“建并撒”并报经省人民政府批复，自此开始建置为39个乡、56个民族乡、69个镇、4个街道办事处。
2011年10月22日，国务院下发国函〔2011〕131号文件，批复同意撤销铜仁地区设立地级铜仁市。铜仁市辖江口县、石阡县、思南县、德江县、玉屏侗族自治县、印江土家族苗族自治县、沿河土家族自治县、松桃苗族自治县、碧江区、万山区。