桂林历史悠久。根据市区宝积岩和甑皮岩洞穴发现的遗物，经考证，甑皮岩人已进入母系氏族社会阶段，
距今约一万年。
夏商周时期，这里是“百越”人的居住地。
秦始皇置桂林，象，南海三郡，这是“桂林”名称的最早起源，但郡治不在今天的桂林市。汉元鼎六年（公元前111年），在这里设始安县，隶属荆州零陵郡。东汉时改属始安侯国。三国时先属蜀，后归吴。甘露元年（265年），置始安郡始安县，郡县治所都在今之桂林。隋唐时属岭南桂州总管府。唐武德四年（621年），
李靖修城于独秀峰南。贞观八年（634年）改名临桂县，属桂州始安郡。光化三年（900年）始，属静江节度。五代十国时先后属楚和南汉的桂州。宋时，前属广南西路桂州，后属静江府。元时属广西行中书省静江路。明清时均属广西省桂林府。民国时属广西省。
1914年改名桂林县，1940年始设桂林市。1944年11月至1945年7月28日，为日寇占领。光复后仍为广西省辖市。历史上长期为广西省会。1949年11月22日桂林解放，为广西省辖市，1958年改称广西壮族自治区桂林市。