北京历史悠久，它作为城市的历史可以追溯到3000年前。秦汉以来，北京地区一直是中国北方的重镇，名称先后称为蓟城、燕都、燕京、大都、北平、顺天府等等。
先秦至秦汉
在春秋战国时期（前770年前221年）蓟国就在北京地区建立城市，后燕国打败蓟国，后迁都蓟，称为燕都或燕京。
秦代为蓟县，为广阳郡守驻地。
汉高帝五年，被划为燕国辖地。元凤元年复为广阳郡蓟县，属幽州。 本始元年更为广阳国首府。
东汉光武改制时，置幽州刺史部于蓟县。永元八年复为广阳郡驻所。
两晋至隋唐五代
直至西晋时，朝廷改广阳郡为燕国，而幽州迁治范阳。十六国后赵时，幽州驻所迁回蓟县，燕国改设为燕郡，历经前燕、前秦、前燕、后燕和北魏的统治而不变。
直至隋开皇三年废除燕郡。但很快在大业三年，隋朝改幽州为涿郡。
唐初武德年间，涿郡复称为幽州。贞观元年，幽州划归河北道管辖。后北京成为范阳节度史的驻地。安史之乱期间，安禄山曾经在这里称帝，建国号为大燕。唐朝平乱后，复置幽州，属卢龙节度史节制。
五代初期，军阀刘仁恭在这里建立割据政权，自称燕王，后被后唐消灭。
辽朝
辽朝于会同元年起在北京地区建立了南京，改幽州为南京析津府，开泰元年改号燕京。
金朝
贞元元年，金朝皇帝海陵王完颜亮正式建都于北京，称为中都。此后元朝、明朝和清朝的都城均建立在北京。
元朝
成吉思汗于1216年攻下北京，遂设置燕京路大兴府。元世祖至元元年改为中都路大兴府。至元四年，开始在金中都东北郊修建元大都。 至元九年，中都大兴府正式改名为大都路，蒙古文为Khanbalik，汉字音译为汗八里、甘巴力克。
明朝
明朝初年，以应天府为京师，大都路于洪武元年八月改称为北平府，同年十月划归山东行省。洪武二年三月，改为北平承宣布政使司驻地。燕王朱棣（明成祖）发动靖难战争、夺得皇位后，于永乐元年升为北京，称为行在。永乐十九年正月，明朝政府正式迁都北京，以顺天府北京为京师，南京作为留都。
清朝
清朝入关后随即占领北京，亦称京师顺天府，属直隶省。
近代
1911年辛亥革命后，中华民国定都南京，1912年迁都北京，直至1927年北洋政府垮台。而此时北京的地方体制仍依清制，仍称顺天府。直至民国三年，改顺天府为京兆地方，直辖于北洋政府。
北伐战争后，中国的首都迁到南京，北京被改名为北平特别市，同时撤销京兆地方。1930年6月，北平被降为河北省辖市，同年12月复升为院辖市。1937年七七事变后，北平被日本占领，并成立傀儡政权中华民国临时政府，将北平改名为北京。1945年8月21日，第十一战区孙连仲部收复北京，并重新更名北平。
1949年1月31日，中国共产党军队得到北平控制权。同年9月27日中国人民政治协商会议第一届全体会议通过《关于中华人民共和国国都、纪年、国歌、国旗的决议》，北平重新更名为北京。1949年10月1日，中华人民共和国在北京天安门广场宣告成立。