古代臨淄太古時期，太昊伏羲氏興起在齊地。
古帝少昊之世，以鳥為圖騰的爽鳩氏部落聚居在此地。
臨淄是五帝之一顓頊高陽氏的故墟。
虞舜時期至夏代，有季荝氏族部落居住。
殷商時期，有姜姓逄伯陵氏、蒲姑氏居住。
周武王元年（前1046年），武王滅商，建立周朝；武王二年，封太公姜尚于齊地，建立周代齊國，都治營丘，后齊獻公因國都東臨淄水（淄河）改稱臨淄。
周安王十六年（前386年），齊相田和遷齊康公于東海，安王封田和為齊侯，田氏代齊，仍都臨淄。
秦始皇二十六年（前221年），滅齊國，統一天下，實行郡縣制，分天下為三十六郡；置臨淄縣，屬齊郡，郡治臨淄。
秦末，齊國王族田儋復國，自立為齊王，此后假、市、都、榮、廣、橫等田氏宗人相繼稱王，統治臨淄。
漢高祖四年（前203年），楚漢之爭中，韓信破齊，踞臨淄；劉邦封韓信為齊王。
西漢，沿用秦制，仍置臨淄縣。
漢高祖六年（前201年），再建諸侯王國；高祖封其子劉肥為齊王，衍嗣歷哀王、文王、孝王、懿王、厲王等十余位齊王，先后皆治臨淄。
新朝始建國元年（9年），王莽改齊郡為濟南郡，改濟南郡為樂安郡，因臨淄境內多齊王陵墓，改臨淄縣為齊陵縣，屬青州濟南郡；臨淄為濟南郡郡治、齊陵縣縣治所在地。
東漢建武元年（25年），劉秀滅王莽，又改稱臨淄；臨淄再為漢朝齊國都城。
建安十九年（214年），曹操之子曹植封臨淄侯。
三國時，臨淄縣屬魏，隸于齊郡；青州刺史、齊郡太守仍以臨淄為治所。
西晉時，臨淄縣屬青州齊國；臨淄為齊王都，青州刺史亦治于此。
永嘉五年（311年），廣縣并入臨淄縣；青州治所移廣固城，齊郡太守仍治臨淄。
東晉滅后秦，改青州為幽州，設刺史鎮守廣固城；隆安三年（399年），后燕奪取廣固建都，臨淄為廣固首邑，設都尹。
南北朝時，先是僑置各州郡縣，后北齊天保七年（556年），臨淄縣與諸郡縣俱廢，惟存高陽縣，屬齊郡，仍治臨淄城。
隋開皇十六年（596年），撤高陽縣，復立臨淄縣，并在其西北境立溡水縣，二縣均屬青州。
大業元年（605年），溡水縣并入臨淄縣，屬北�？�。
唐時，臨淄為河南道青州（北海郡）屬邑，后改隸平盧道；唐高祖李淵封房玄齡為臨淄侯，唐玄宗李隆基早年被武則天封為臨淄郡王（臨淄王）。
五代十國，仍沿用唐制。
北宋時，臨淄縣屬京東東路青州。
金時，臨淄縣屬山東東路益都府。
元至元三年（1266年），臨淄縣并入益都縣。
至元十五年（1278年），復置臨淄縣，屬益都路。
明、清時，臨淄屬山東承宣布政使司青州府。
“淄博”作為地域名稱，是隨著淄川、博山兩地煤礦開發于20世紀20年代初形成的；北洋政府時期，淄博地區各縣分屬淄青道、岱北道（濟南道）、膠東道、岱南道（濟寧道）、瑯琊道和武定道；國民政府1928年廢道，各縣直隸于省。
1954年12月，撤銷淄博工礦特區，設立淄博市（地級）；淄博成為繼濟南、青島之后山東第三座省轄市（地級市）。
1958年12月，淄博市與惠民專區合并組建淄博專區，淄博市改為專區轄市。
1961年6月，淄博市與惠民專區分設，恢復為省轄市；市級機關由博山區遷至張店區。
1969年12月，臨淄重新劃入淄博市，設立臨淄區，成為淄博第五個市轄區。
1983年10月，桓臺重新劃入淄博市。
1986年5月，應聯合國人口活動基金會邀請，淄博作為79個世界大城市之一，參加聯合國在西班牙巴塞羅那舉行的世界大城市“人口與城市未來”國際會議。
1989年，山東省政府批準淄博市為省級歷史文化名城。
1990年，高青、沂源劃入淄博市；時任淄博市委副書記、市長韓新民應邀參加在澳大利亞墨爾本召開的第三屆世界大城市市長會議。
1992年，國務院批準淄博為具有地方立法權和轄縣權的“較大的市”[16]，同年批準設立淄博國家高新技術產業開發區[24]；山東省政府批準設立淄博外向型工業加工區，2002年更名為淄博經濟開發區。
1994年，國務院批準淄博市臨淄區為國家歷史文化名城。
2002年9月，齊魯化學工業區成立，是繼上海化學工業區、南京化學工業園區之后第三家國家級專業化工園區。
2011年1月，文昌湖旅游度假區成立。
2015年11月，管理區域調整后的淄博經濟開發區掛牌成立。