长沙约有2400年建城史，在春秋战国时期始建城，属楚国。“秦始皇统一中国，长沙郡为秦36郡之一。两汉时期，长沙为长沙国的都城。东汉初期废“长沙国”改立为“长沙郡”。三国和西晋时期，长沙为郡治，属古荆州。西晋后期和南北朝时期，长沙为郡治和湘州制所。

隋前期撤郡，长沙为潭州总管府；后期改州为郡，长沙又为长沙郡郡治。唐朝时设潭州治所，曾属江南道、江南西道。唐朝五代时期的长沙窑，曾兴盛一时，成为釉下彩的发源地。五代十国时期长沙为楚国国都，这也是唯一以长沙为都城建立的国家。

宋时长沙为潭州治所。北宋设岳麓书院，将长沙的文化和教育推向鼎盛时期。元朝1274年时改为潭州路，湖广行省治所。1281年仍为潭州路，湖南道宣慰司治所，隶属湖广行省；元文宗天历二年因“天子临幸”而改名天临路，元末改潭州府治所。明初改为长沙府治所，隶属湖广布政使司。清朝康熙三年建“湖南省”，长沙同为长沙府府治和湖南省治。明清时长沙有四大米市和四大茶市之称，为中国最重要的米市之一。

清朝末年到民国初期，长沙成为重要的政治和革命活动地。长沙在民国时依然是中国政治的革命中心之一。民国二十二年长沙县、市分治，设长沙市，为湖南省辖市，长沙一直作为湖南省会至今。2007年年底，长沙同湘潭、株洲被国务院批准为长株潭“资源节约型和环境友好型社会”综合配套改革试验区，成为中国中部崛起的重要引擎。