桂林历史悠久，早在夏商周时期便是“百越”人的居住地。秦始皇统一六国后置桂林，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。甘露元年（265年），置始安郡始安县，郡县治所都在今之桂林。明清时均属广西省桂林府。民国时桂林府属广西省。
1914年桂林府改名桂林县，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。1981年和1983年阳朔和临桂陆续划归桂林市管辖。1982年桂林北国务院选为首批24个国家历史文化名城之一。1998年桂林市和桂林地区合并，组建成新的桂林市。