杭州历史悠久，早在4700多年前，就有人类在此繁衍生息，并产生了被称为文明曙光的良渚文化。五代吴越国和南宋王朝两代定都于此，是我国七大古都之一。
早在四、五千年前的新石器时代，杭州地区就有先民繁衍生息。西周之前，相传大禹到会稽（今绍县）赴诸侯大会，在此“舍航（杭）登陆”，因称“禹杭”，日后讹传成“余杭”。
春秋时期，吴越两国争霸，杭州先属吴，越灭吴后，又属越。战国时，楚灭越国，杭州又归入楚国的版图。
秦王政二十五年（公元前222年），秦灭楚，于今杭州地域置钱唐县，同时置余杭县，同属于会稽郡。据《史记·秦始皇本记》载：“三十七年十月癸丑，始皇出游……过丹阳，至钱唐，临浙江，水波恶……。”这是钱唐之名最早见于正史记载。
汉承秦制，汉初时节实行道、邑、侯国并行制。高祖五年（公元前202年）正月至六年春，钱唐县境属于韩信的楚王国。六年春，立刘贾为荆王，属荆王国。十二年立刘濞为吴王，属吴王国。景帝前元四年（公元前153年），诛吴王濞，钱唐县复属会稽郡，隶属于江都国。武帝元狩二年(公元前121年)，废江都国。会稽郡西部都尉治（郡级治安军事机构）从山阴县（今绍兴）迁治钱唐县。元封五年(公元前106年)，会稽郡隶扬州刺史部。平帝元始四年（公元4年），改钱唐县为泉亭县，王莽建立新朝承袭之。东汉初，复钱唐县旧名。
三国时，钱唐县属吴国，并为吴郡都尉治，隶属于扬州。两晋时期，钱唐县仍属吴郡。
隋文帝开皇九年（公元589年），灭陈，废钱唐郡，并桐庐、新城入钱唐县，割吴郡盐官（今海宁）、吴兴郡余杭，及富阳、於潜共5县置杭州，杭州之名始此。
唐朝时期，高祖武德四年（公元621年），改余杭郡置杭州，为避国号讳，改钱唐县为钱塘县。
五代十国时期，吴越国偏安东南，建都杭州。当时的杭州称西府或西都，州治在钱塘。
北宋时，杭州为“两浙路”的路治，是江南人口最多的州郡。
南宋高宗建炎三年（公元1129年），高宗避金兵自扬州南渡至杭州，以州治为行宫，升杭州为临安府，亦称行在所。绍兴八年，南宋正式定都临安。
元世祖至元十三年（公元1276年），元军攻占临安府，设两浙都督府，不久改为安抚司。次年改临安府为杭州。至元十五年，又改为杭州路，置总管府。至元二十一年，自扬州迁江淮行省治于杭州，次年改称江浙行省，杭州为省治始此。明朱元璋于元至二十六年（公元1366年）攻占杭州，十一月改杭州路为杭州府。
民国元年（1912年）2月，废杭州府，以原钱塘、仁和县地并置杭县，直属浙江省，并为省会所在地。民国 26年12月24日，日本侵略军占领杭州。沦陷期间，原8个区改为7个区。
1949年5月3日，杭州解放，杭州市为浙江省直辖市，并为浙江省省会。
50年代以后，杭州的区域范围经历了不断变化。先是将原有的八区改名为上城区、中城区、下城区、江干区、西湖区、艮山区、拱墅区、笕桥区；其后，艮山区并入下城区，笕桥区并入半山区，中城区大部分并入上城区，小部分并入下城区；1990年初，半山区又与拱墅区合并，成立新的拱墅区。属县则有萧山、余杭、临安、建德、富阳、桐庐、淳安七个县（市）。
50年来，杭州市发生了巨大的变化。现在的杭州，是国务院确定的全国重点风景旅游城市，国家公布的历史文化名城，是浙江省的省会。杭州在工业生产上已具备比较雄厚的实力，门类比较齐全，在全省乃至全国都占有重要地位。农业科技力量和耕作技术水平不断提高。经过大规模的城市和园林建设，杭州的城市面貌已大为改观。杭州，名副其实地成为我国东南部风景名胜优异、人文古迹荟萃的名城。