5000年前，據(jù)《 史記·五帝奉紀(jì)》 記載，中華民族人文始祖黃帝、炎帝和蚩尤都曾在今張家口一帶活動(dòng)。黃帝先是在阪泉(今河北懷來(lái))與炎帝打了三仗，炎帝戰(zhàn)敗，部族并入黃帝部落。之后，蚩尤帶領(lǐng)九黎部眾由南向北發(fā)展，與黃帝族發(fā)生涿鹿之戰(zhàn)，蚩尤戰(zhàn)敗被殺。成就了以黃帝為首的眾多部落的大聯(lián)合，初步奠定了中華民族大一統(tǒng)的人文基礎(chǔ)。

 夏商時(shí)期，今張家口一帶由于華夏部族南遷，除桑干河、洋河流域有些小村落外，其他地方人煙稀少。商朝后期，張家口一帶成為戎族、狄族活動(dòng)的地區(qū)。其中以牧獵為主的戎族的一支，由今甘陜一帶東遷至壺流河一帶，并吸收中原文化的精華，在今蔚縣一帶建立了奴隸制政權(quán)，國(guó)號(hào)代，并在戰(zhàn)國(guó)七雄稱王之前，就自稱為代王。古代國(guó)是今張家口市境建立的第一個(gè)奴隸制政權(quán)。

春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)張家口北為匈奴與東胡居住地，南部分屬燕國(guó)、代國(guó)。春秋時(shí)期，今張家口市的蔚縣、陽(yáng)原、懷安、懷來(lái)南部、涿鹿南部屬古代國(guó)地域。今沽源北部、康保北部是匈奴人游獵放牧的草地，史稱無(wú)終。今張家口市其他區(qū)域?yàn)檠鄧?guó)北部邊境地域。

戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，約公元前300年，趙國(guó)在舊代國(guó)地域設(shè)置代郡(治今代王城)，今蔚縣、陽(yáng)原為代郡地域。今陽(yáng)原開陽(yáng)堡一帶為趙武靈王長(zhǎng)子趙章的封地安陽(yáng)邑。燕國(guó)北驅(qū)東胡人后，在洋河、桑干河流域設(shè)置了上谷郡(郡治沮陽(yáng)，今懷來(lái)縣小南辛莊大古城村)。今懷安、萬(wàn)全、張家口市區(qū)、宣化、下花園、涿鹿、崇禮、赤城為燕國(guó)上谷郡地域。今張北、沽源、康保、尚義為燕上谷郡北部邊境地帶，時(shí)為匈奴、東胡侵?jǐn)_

秦時(shí)南部改屬代郡、北部屬上谷郡。漢時(shí)大部分屬幽州地界，小部分屬烏桓、匈奴、鮮卑。隋時(shí)東為涿郡，西屬雁門郡。唐時(shí)北屬突厥地，桑干都督府，南多屬河北道媯州、新州，少屬河?xùn)|道蔚州。

 北宋時(shí)張家口市皆屬遼之西京道。南宋時(shí)皆屬金之西京路。元時(shí)張家口市皆屬中書省。明時(shí)張家口市除蔚縣一帶屬于山西大同府外，其它皆屬京師（治順天府，北京市）。清時(shí)北屬口北三廳（多倫諾爾廳、獨(dú)石口廳、張家口廳），南屬宣化府（治今宣化）。

 民國(guó)二年（1913年）屬直隸省察哈爾特別區(qū)興和道和口北道。民國(guó)十七年（1928年）設(shè)察哈爾省，張家口為省會(huì)?？谷諔?zhàn)爭(zhēng)時(shí)期，張家口市多個(gè)縣成立抗日民主政府，直到抗日戰(zhàn)爭(zhēng)勝利后，重設(shè)察哈爾省建制。

1952年11月察哈爾省建制撤銷，察南、察北兩專區(qū)合并后稱張家口專區(qū)，劃歸河北省，張家口市為專區(qū)治所，張家口、宣化兩市劃屬河北省。1958年5月張家口市改屬?gòu)埣铱趯^(qū)。1959年5月撤銷張家口專區(qū)，所轄各縣劃歸張家口市。1961年5月復(fù)置張家口專區(qū)，張家口市及所屬各縣隸屬之。1967年12月，張家口專區(qū)改稱張家口地區(qū)，轄張家口市，縣屬不變。

 1983年11月，張家口市改為河北省省轄市。1989年12月，張家口市撤銷茶坊區(qū)、龐家堡區(qū)。1992年，經(jīng)河北省政府批準(zhǔn)，張家口市成立高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)（簡(jiǎn)稱“高新區(qū)”）。1993年7月1日，張家口地、市合并，稱張家口市，實(shí)行市管縣體制。2003年3月，察北牧場(chǎng)、沽源牧場(chǎng)由河北省農(nóng)墾局劃屬?gòu)埣铱谑?，改為察北管理區(qū)、塞北管理區(qū)。2004年4月，市委，市政府將高新區(qū)和南新區(qū)合并為高新區(qū)。2010年3月22日，經(jīng)市委、市政府批準(zhǔn)，張家口市產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)成立。2015年7月，國(guó)務(wù)院批復(fù)同意設(shè)立河北省張家口可再生能源示范區(qū)。

2016年1月27日張家口市部分行政區(qū)劃調(diào)整獲國(guó)務(wù)院批復(fù)，同意撤銷宣化縣、宣化區(qū)，設(shè)立新的宣化區(qū)，以原宣化縣大部分、宣化區(qū)的行政區(qū)域?yàn)樾碌男瘏^(qū)的行政區(qū)域，政府駐地在原宣化區(qū)人民政府駐地；撤銷萬(wàn)全縣、崇禮縣，設(shè)立萬(wàn)全區(qū)、崇禮區(qū)，管轄范圍和政府駐地不變；將原宣化縣的大倉(cāng)蓋鎮(zhèn)、東望山鄉(xiāng)劃歸張家口市橋東區(qū)管轄，將原宣化縣的沙嶺子鎮(zhèn)、姚家房鎮(zhèn)劃歸張家口市橋西區(qū)管轄。張家口主城區(qū)面積由868.96平方公里擴(kuò)大到6377.81平方公里，人口由111.37萬(wàn)人增加到175.42萬(wàn)人。