二十世纪上半叶，延安在中华民族历史上写下了辉煌的一页。民族英雄刘志丹、谢子长创立的陕北革命根据地，成为中央红军长途征战的落脚点。从1935年到1948年，延安是中共中央的所在地，是中国人民解放斗争的总后方，十三年间，这里经历了抗日战争、解放战争和整风运动、大生产运动、中共七大等一系列影响和改变中国历史进程的重大事件。特别是毛泽东等老一辈革命家亲手培育的自力更生、艰苦奋斗、实事求是、全心全意为人民服务的延安精神，是中华民族精神宝库中的珍贵财富，已经成为全国人民团结一致进行社会主义现代化建设的重要精神支柱。1982年延安市被国务院命名为历史文化名城。1996年11月，国务院批准撤销延安地区，设立地级延安市。

考古发现，距今约3万年左右，延安已有晚期智人“黄龙人”生息。

约在公元前13世纪，延安属独立的方国鬼方之域。商帝武丁曾发动大规模的讨伐鬼方的战争。《周易·既济》载：“高宗伐鬼方，三年克之。”这是迄今所知延安有文字可考的最早的文字记载。

春秋时，延安是白狄部族所居住的地方，这是一个游牧兼狩猎的少数部族。晋公子重耳曾流亡白狄12年，即居住于延安一带。

战国，延安大部属魏国。《史记·秦本纪》载：“魏筑长城，自郑滨洛以北，有上郡”，又称，秦惠文王七年（前300年）。秦帅公孙不大败魏军于雕阴（今富县与甘泉交界处），斩首8万余，俘魏将龙贾；秦文王八年，魏纳河西地予秦；十年，魏纳上郡15县（今陕北宜川、延安一带）予秦。延安始属秦。

秦汉时，延安属上郡（郡治肤施，今榆林市南）。秦昭王时期，秦在延安一带置高奴县，县治在今延安城东尹家沟。这是延安筑城之始，其城垣至今犹存。秦统一六国后，大将蒙恬统兵30万北击匈奴，后又监修长城和秦直道。汉武帝时曾大量移民和屯戍，使陕北等地农业经济空前发展，被誉为“新秦中”（意为富庶如关中）。汉虞诩《奏复三郡疏》有“水草丰美，上宜产牧，牛马衔尾，群羊塞道”的描述。

三国，延安为羌胡所据。

东晋义熙三年（407），匈奴铁弗部赫建立大夏国。其在延安城东修筑丰林城（今宝塔区李家渠镇周家湾村）。宋代沈括曾考察该城，谓之坚密如石，城不甚厚，但马面极长且密，利于战守，赞叹“赫连之城，深为可法也”。

西魏，设东夏州，领遍城郡、朔方郡、定阳郡、上郡；设北华州，领中部郡、敷城郡。

延州和延安之名始见于《隋书》。《地理志》云：“延安郡后魏置东夏州，西魏改为延州，置总管府，开皇中，府废统县十一，户五万三千九百三十九。肤施大业三年置及置延安郡，有丰林山丰林后置魏，曰广武及遍城郡，开皇初郡废，十八年改为丰林，大业初又并沃野县入焉魏平后魏置，并立朔方郡，后周废郡，并朔方、和政二县入焉金明有治官，有清水临真有西魏神木郡、真川县，后周废郡，大业初真川入焉延川西魏置，曰文安及置文安郡，开皇初，郡废，改县为延川延安西魏置，又置义乡县，大业中，废义乡入焉因城后魏置，后周废，寻又置义川西魏置汾州、义川郡，后改州为丹州；后周改县为丹阳，开皇初，郡废，改县曰义川，又废乐川郡入；大业初，州废，又拔云岩县入焉汾川旧曰安平，后周改曰汾川，大业初，废门山县入焉咸宁旧曰永宁，西魏改为太平，开皇中改为咸宁。”另记载，大业二年延安南部设富城郡，后改为上郡，统县五（洛交、内部、三川、富城、洛川）。

唐武德元年（618）改延安郡为延州总管府，领肤施、丰林、延川三县，管南平、北武、东夏三州；改上郡为富州，领洛交、洛川、三川、伏陆、内部、富城六县。

宋代，属永兴军路，设延州、富州、丹州、坊州。这一时期，宋与西夏战事频繁，宋代名臣庞籍、范雍、韩琦、范仲淹等在此御敌。宋元祐四年（1089），升延州为延安府。

金置彰武军部管府。金夏在保安军（今志丹）置榷场互市。

元置延安路。

明改设延安府。明末陕北农民爆发大起义，高迎祥、李自成、张献忠等农民领袖纵横延安南北。

清仍设延安府，顺治年间领三州（富州、绥德州、葭州）16县（肤施、安塞、甘泉、安定、保安、宜川、延川、延长、清涧、洛川、中部、宜君、米脂、吴堡、神木、府谷）。雍正年间，三州归省直隶，府领8县（肤施、安塞、甘泉、安定、保安、宜川、延川、延长）。乾隆年间，又增领定边、靖边二县。同治年间，陕甘回民起义军和西捻军张宗禹在延安境内反清，左宗棠率湘军入境剿抚。最后一支捻军武装袁大魁部在永宁山被镇压，捻军运动在中国最后失败。清末，清政府设延长石油官厂，在延长县钻成中国大陆上第一口油井。

民国2年（1913），本境属榆林道。民国17年（1928），撤道，各县由省直辖。民国24年（1935），9月，延安南北各县分属国民政府陕西省第三、第二行政督察区。1944年，陕西省第三行政督察专员公署驻洛川，初领洛川、甘泉、宜川、富县、中部、宜君、6县，后领洛川、黄陵（1944年由中部县改称）3县及黄龙设治局。1948年3月~4月，人民解放军相继解放第三行政督察区所辖各县。

1926年初，李象九、谢子长等创建中共宜川军队第一、第二特别支部；春夏，陕西省立第四中学（延安）建立中共延安特别支部。是为延安最早的中共地方组织。20世纪30年代，刘志丹、谢子长等在延安境内开展武装斗争，创建陕甘边和陕北两个革命根据地。1935年11月，称陕甘省和陕北省。1935年中共中央长征到达吴起镇。1937年9月，陕甘宁边区成立，10月，成立延安市政府，直隶于边区政府。1942年始置吴旗县，属三边分区。同年11月，设延属分区，1月成立行政督察专员公署，辖延安市及延安、富县、甘泉、志丹、安塞、子长、延川、延长、固临10县（市）。1948年1月，陕甘宁边区设黄龙分区，辖洛川、黄陵、宜君、宜川、黄龙等10县；次年2月，增辖富县。1949年5月，撤延属分区，设陕北行政区，卫北行政公署驻延安，辖榆林、三边绥德、黄龙4个分区及延安、延长、延川、子长、安塞、志丹、甘泉7个直属县。

1950年5月，撤销陕北行政公署，成立陕西省延安分区行政督察专员公署，辖延安、延长、安塞、志丹、吴旗、甘泉、富县、洛川、宜川、黄陵、宜君、黄龙12县。同年10月，改称陕西省人民政府延安专员公署。1955年5月，又改称陕西省延安专员公署。1956年10月，延川、子长划归延安专区。1964年，富县改称富县。1968年8月18日，成立延安专区革命委员会。次年9月，延安专区改称延安地区。1970年延安县析置延安城区（县级），1972年，延安城区改称延安市。全区辖1市14县。1975年8月，延安县省入延安市。1978年延安地区革命委员会撤销，延安地区行政公署成立。1983年10月，宜君县划归铜川市。1996年11月，国务院批准撤销延安地区设立延安市，原延安市（县级）改称宝塔区，延安市辖1区12县。