湘潭歷史悠久，境內已知的最早居民村落遺址，為公元前4400年—前3300年間的大溪文化時期遺址，位于湘潭縣老虎坑和堆子山。湘鄉(xiāng)市岱子坪遺址亦屬公元前2800年—前2300年間的龍山文化時期村落遺址。

商周時期，市境為荊楚之地，越文化的影響較大。從出土的文物看，這里是中原文化和南方文化交匯融合地區(qū)。

戰(zhàn)國后期，楚從黔中郡劃出長沙郡，湘潭市全境屬長沙郡。秦統(tǒng)一中國，郡屬仍舊。

西漢，劉邦封吳芮為長沙王，繼而劉發(fā)為長沙王，湘潭全境屬長沙國。

東漢初，建湘鄉(xiāng)縣，劃入零陵郡，境內余地屬長沙郡。建安二十年（215年），蜀、吳劃勢力范圍，零陵郡屬蜀，長沙郡屬吳；建安二十四年（219年），吳襲荊州，市境遂均屬吳衡陽郡，郡治在今湘潭縣古城鄉(xiāng)。

晉，市境屬衡陽郡，郡治仍在今湘潭縣古城鄉(xiāng)。當東晉從荊州析出湘州時，境屬湘州。

南北朝時期，市境屬南朝管轄，屬湘州衡陽郡。

隋，市境屬潭州長沙郡。唐天寶八年（749年），從隋代的湘潭和衡山兩縣北部調整出新的湘潭縣，并將縣治移至洛口（今易俗河鎮(zhèn)）。

五代時期，市境為南方馬氏所建楚國屬地，隸潭州長沙府。

宋朝，市境屬荊湖南路潭州，境內開始采金礦。南宋，湘潭縣城遷至今湘潭市城正街，境內經濟、文化有所發(fā)展。紹興年間，中書舍人胡安國從荊州遷居湘潭碧泉潭，筑碧泉書屋，著書講學，開一代學風，后人稱湖湘學派。湖湘學派對湖南的文化發(fā)展影響甚大。元貞元年（1295年），湘鄉(xiāng)、湘潭縣均升為州，均屬湖廣行省湖南道天臨路。

明，市境屬潭州，湘潭、湘鄉(xiāng)復為縣。明萬歷、天啟年間，湘潭城區(qū)街市從宋家橋延至石嘴垴一帶，長約７公里，形成沿湘江的帶狀城市。街市鱗次櫛比，江中帆檣云集，沿江建碼頭10余處，云、貴、川、甘貨物通過水、陸路云集于此，南洋貨物亦過南嶺至此集散。明萬歷四年（1576年），湘潭縣筑城。其城內外商業(yè)繁榮，湘潭城區(qū)時有“小南京”之稱。

清代，市境屬長沙府，清順治五年（1648年），堵胤錫、李過、高一功部收復湘潭，督學大學士何騰蛟率軍進駐湘潭組織抗清，后清兵陷城，何被俘七日后被殺，清兵從正月二十一至二十九日屠城，全城死難數萬人。清咸豐、同治年間，湘潭城區(qū)沿江碼頭近40座，河、正、后三街并行，店鋪5400余家，人稱“城廂內外，肩相摩，轂相擊，行者不遑趾，居者不暇餐，熙熙攘攘，各樂其業(yè)”。此時，湘潭成為江南米市之一。藥材業(yè)年購銷額達800多萬兩白銀，成為全國著名藥都之一。當時，有“金湘潭”之稱，湘潭縣所繳賦稅倍于省內他縣，又有“天下第一壯縣”之稱。清光緒二十八年至三十年（1903—1905年），境內創(chuàng)辦學堂6所，官費自費留學日本者達幾批。西方文化的傳入，促進了新思想的產生。光緒年間，豬鬃、玻璃等業(yè)出現(xiàn)，特別是錢莊、票號、典當大量出現(xiàn)，在湖南少見，對促進湘潭商業(yè)發(fā)展有重要作用。1904年，長沙開埠后，湘潭遂成為“寄港地”。民國三年（1914年）境屬湘江道，民國十一年（1922年）撤道，屬省直管。民國元年（1912年）興辦唯一膏礦公司，河東一帶成為當時全國兩大石膏產地之一；民國三年（1914年），創(chuàng)辦裕生礦業(yè)公司，露天開采錳礦。不久，湘潭即以“中國錳都”而著稱。隨后，小型的電力、采煤、玻璃、機械、造船等工業(yè)興起。同時，開通漢口至湘潭定期班輪，修筑長潭軍路，架設長潭電話，進一步加大對外聯(lián)系。民國二十五年（1936年），資源委員會確定湘潭下攝司為新工業(yè)基地，并興辦中央電工廠、中央鋼鐵廠、中央機器廠、湘江電廠，為湘潭大工業(yè)發(fā)展奠定了一定基礎。

1949年8月9、10日，湘潭、湘鄉(xiāng)和平解放，8月22日成立湘潭縣人民政府，9月1日成立湘鄉(xiāng)縣人民政府。

1950年7月，湘潭縣城關區(qū)改為縣級湘潭市，隸屬從岳陽遷至湘潭的長沙專署。

1952年10月，長沙專署改稱湘潭專署，成立湘潭市人民政府。1950—1952年，湘潭開展一系列社會革命和改革運動?！耙晃濉睍r期，湘潭市被列為中南地區(qū)重點建設城市之一。國家安排在湖南的13個全國重點建設項目，湘潭占5個，投入湘潭的資金達8883.9萬元，占全省工業(yè)投資總額的18.6％，新建電線廠、江南機器廠、紡紗廠等，擴建湘潭錳礦、湘潭電機廠、湘潭電廠，新的工業(yè)建設開始起步。

1953年4月，湘潭市被定為省轄市，1958年9月升格為地級市。1958—1960年，國家對湘潭工業(yè)投資達4.497億元，為“一五”計劃期間投資的5倍。湘潭鋼鐵公司、江麓機械廠、湖南鐵合金廠、湘鄉(xiāng)鋁廠、湘鄉(xiāng)水泥廠等重點國營企業(yè)均開工興建，湘潭實現(xiàn)由“商業(yè)重鎮(zhèn)”向“工業(yè)重鎮(zhèn)”的跨越式發(fā)展。

1965年7月，屬邵陽地區(qū)管轄的湘鄉(xiāng)縣改由湘潭地區(qū)管轄。

1980年7月，湘潭市由地區(qū)代管改為省直管。1983年6月，湘潭地、市機構合并，醴陵、攸縣、茶陵、酃縣4縣劃歸株洲市管轄；瀏陽縣劃歸長沙市管轄；湘潭市轄湘潭、湘鄉(xiāng)2縣和雨湖、湘江、岳塘、板塘、郊區(qū)5區(qū)。1984年12月，韶山重新劃歸湘潭市管轄。1986年9月，湘鄉(xiāng)縣改市。1990年12月，韶山撤區(qū)建市。

1992年6月，湘潭市將4城區(qū)和郊區(qū)調整為雨湖、岳塘2區(qū)。至此，湘潭市轄湘潭縣、湘鄉(xiāng)市、韶山市和雨湖區(qū)、岳塘區(qū)。

2007年12月14日，長（沙）株（洲）（湘）潭城市群與武漢城市圈同時被國家發(fā)展和改革委員會批準為全國資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會（“兩型社會”）建設綜合配套改革試驗區(qū)，是國家繼廣東深圳、上海浦東、天津濱海、重慶市和成都市之后，設立的第6個綜合配套改革試驗區(qū)。