Desde o Neolítico (6000-3500 a.C.) a zona de Ourense foi unha encrucillada de camiños pola que transitaban as tribos nómades. Moitos deses clans asentáronse no val do Miño, como proban os castros prerromanos de Beiro, Madrosende, Oira, Santomé e Valdegola, así como o asentamento primitivo das Burgas, as fontes de auga termal que foron a orixe da cidade.

No século I chegan os romanos a Galicia, e nesta época construíuse un ponte estratéxica sobre o río Miño, defendido por unha gornición de lexionarios que se asentaría na contorna da actual Praza Maior. Coa lexión e a ponte, o núcleo de poboación das Burgas continuou a crecer e daría lugar a unha importante vila romana.

No século V, en plena decadencia do Imperio Romano, chegaron a Galicia os suevos, un pobo xermánico principalmente agrícola, e fundaron un reino cuxa capital sería Ourense. Durante o reinado de Carriarico comezouse a edificación da primeira catedral (hoxe desaparecida) en honra de San Martiño de Tours, desde entón patrón da cidade. Durante a época visigoda, Ourense foi unha das principais sés episcopais da Península, dependente da arquidiocese de Braga.

No século X, Ourense sufriu as incursións de árabes e normandos e entrou en decadencia, pero tras o século XI iniciaríase a recuperación, impulsada polos bispos da diocese, auténticos señores feudais: Dona Teresa de Portugal concedeu a xurisdición da cidade para o bispado en 1122. Monseñor Eredonio e os seus sucesores reconstruíron vellas calzadas, abriron rúas e prazas, recuperaron a derrubada ponte romana e levantaron a catedral actual. Neste renacido Ourense medieval, cheo de artesáns e comerciantes, o viño era o principal negocio local.

No século XII naceu o concello de Ourense, composto por representantes dos cidadáns para enfrontarse aos abusos do bispado. A confrontación desembocaría na segunda revolta irmandiña (1468), na que os cidadáns tomaron a catedral e derrubaron o castelo Ramiro. No século XVI, o concello foise facendo co goberno da cidade, á fronte do cal estaría un corrixidor nomeado polo rei, e fixéronse novas rúas e pazos.

Durante os séculos XVII e XVIII a cidade viviría un longo letargo, do que espertaría a comezos do XIX, cando Ourense foi designada capital de provincia. Coa chegada do ferrocarril e a construción da estrada Villacastín-Vigo, a cidade empezou a desenvolverse en ambas as beiras do Miño, converténdose nunha urbe de carácter eminentemente comercial e administrativo á que chegaría unha burguesía procedente de Castela.

No século XX, Ourense experimentou certo crecemento demográfico pola emigración procedente da provincia, converténdose na terceira cidade de Galicia por poboación. Feitos importantes foron a unión co municipio de Ponte Canedo en 1943, a aparición de novos barrios e a súa conversión no principal nó de comunicacións (por tren e por estrada) do noroeste peninsular.