古代临淄太古时期，太昊伏羲氏兴起在齐地。
古帝少昊之世，以鸟为图腾的爽鸠氏部落聚居在此地。
临淄是五帝之一颛顼高阳氏的故墟。
虞舜时期至夏代，有季荝氏族部落居住。
殷商时期，有姜姓逄伯陵氏、蒲姑氏居住。
周武王元年（前1046年），武王灭商，建立周朝；武王二年，封太公姜尚于齐地，建立周代齐国，都治营丘，后齐献公因国都东临淄水（淄河）改称临淄。
周安王十六年（前386年），齐相田和迁齐康公于东海，安王封田和为齐侯，田氏代齐，仍都临淄。
秦始皇二十六年（前221年），灭齐国，统一天下，实行郡县制，分天下为三十六郡；置临淄县，属齐郡，郡治临淄。
秦末，齐国王族田儋复国，自立为齐王，此后假、市、都、荣、广、横等田氏宗人相继称王，统治临淄。
汉高祖四年（前203年），楚汉之争中，韩信破齐，踞临淄；刘邦封韩信为齐王。
西汉，沿用秦制，仍置临淄县。
汉高祖六年（前201年），再建诸侯王国；高祖封其子刘肥为齐王，衍嗣历哀王、文王、孝王、懿王、厉王等十余位齐王，先后皆治临淄。
新朝始建国元年（9年），王莽改齐郡为济南郡，改济南郡为乐安郡，因临淄境内多齐王陵墓，改临淄县为齐陵县，属青州济南郡；临淄为济南郡郡治、齐陵县县治所在地。
东汉建武元年（25年），刘秀灭王莽，又改称临淄；临淄再为汉朝齐国都城。
建安十九年（214年），曹操之子曹植封临淄侯。
三国时，临淄县属魏，隶于齐郡；青州刺史、齐郡太守仍以临淄为治所。
西晋时，临淄县属青州齐国；临淄为齐王都，青州刺史亦治于此。
永嘉五年（311年），广县并入临淄县；青州治所移广固城，齐郡太守仍治临淄。
东晋灭后秦，改青州为幽州，设刺史镇守广固城；隆安三年（399年），后燕夺取广固建都，临淄为广固首邑，设都尹。
南北朝时，先是侨置各州郡县，后北齐天保七年（556年），临淄县与诸郡县俱废，惟存高阳县，属齐郡，仍治临淄城。
隋开皇十六年（596年），撤高阳县，复立临淄县，并在其西北境立溡水县，二县均属青州。
大业元年（605年），溡水县并入临淄县，属北海郡。
唐时，临淄为河南道青州（北海郡）属邑，后改隶平卢道；唐高祖李渊封房玄龄为临淄侯，唐玄宗李隆基早年被武则天封为临淄郡王（临淄王）。
五代十国，仍沿用唐制。
北宋时，临淄县属京东东路青州。
金时，临淄县属山东东路益都府。
元至元三年（1266年），临淄县并入益都县。
至元十五年（1278年），复置临淄县，属益都路。
明、清时，临淄属山东承宣布政使司青州府。
“淄博”作为地域名称，是随着淄川、博山两地煤矿开发于20世纪20年代初形成的；北洋政府时期，淄博地区各县分属淄青道、岱北道（济南道）、胶东道、岱南道（济宁道）、琅琊道和武定道；国民政府1928年废道，各县直隶于省。
1954年12月，撤销淄博工矿特区，设立淄博市（地级）；淄博成为继济南、青岛之后山东第三座省辖市（地级市）。
1958年12月，淄博市与惠民专区合并组建淄博专区，淄博市改为专区辖市。
1961年6月，淄博市与惠民专区分设，恢复为省辖市；市级机关由博山区迁至张店区。
1969年12月，临淄重新划入淄博市，设立临淄区，成为淄博第五个市辖区。
1983年10月，桓台重新划入淄博市。
1986年5月，应联合国人口活动基金会邀请，淄博作为79个世界大城市之一，参加联合国在西班牙巴塞罗那举行的世界大城市“人口与城市未来”国际会议。
1989年，山东省政府批准淄博市为省级历史文化名城。
1990年，高青、沂源划入淄博市；时任淄博市委副书记、市长韩新民应邀参加在澳大利亚墨尔本召开的第三届世界大城市市长会议。
1992年，国务院批准淄博为具有地方立法权和辖县权的“较大的市”[16]，同年批准设立淄博国家高新技术产业开发区[24]；山东省政府批准设立淄博外向型工业加工区，2002年更名为淄博经济开发区。
1994年，国务院批准淄博市临淄区为国家历史文化名城。
2002年9月，齐鲁化学工业区成立，是继上海化学工业区、南京化学工业园区之后第三家国家级专业化工园区。
2011年1月，文昌湖旅游度假区成立。
2015年11月，管理区域调整后的淄博经济开发区挂牌成立。