早在西周初年，周武王即封召公于北京及附近地區(qū)，稱燕，都城在今北京房山區(qū)的琉璃河鎮(zhèn)，遺址尚存。又封堯之后人于薊，在今北京西南。后燕國(guó)滅薊國(guó)，遷都于薊，統(tǒng)稱為燕都或燕京。
秦代設(shè)北京為薊縣，為廣陽(yáng)郡郡治。
漢高祖五年，被劃入燕國(guó)轄地。元鳳元年復(fù)為廣陽(yáng)郡薊縣，屬幽州。本始元年因有帝親分封于此，故更為廣陽(yáng)國(guó)首府。
東漢光武改制時(shí)，置幽州刺史部于薊縣。永元八年復(fù)為廣陽(yáng)郡駐所。
西晉時(shí)，朝廷改廣陽(yáng)郡為燕國(guó)，而幽州遷至范陽(yáng)。十六國(guó)后趙時(shí)，幽州駐所遷回薊縣，燕國(guó)改設(shè)為燕郡。歷經(jīng)前燕、前秦、后燕和北魏而不變。
隋開(kāi)皇三年（583年）廢除燕郡。大業(yè)三年（607年），隋朝改幽州為涿郡。
唐初武德年間，涿郡復(fù)稱為幽州。貞觀元年（627年），幽州劃歸河北道。后成為范陽(yáng)節(jié)度使的駐地。安史之亂期間，安祿山在北京稱帝，建國(guó)號(hào)為“大燕”。唐朝平亂后，復(fù)置幽州，歸盧龍節(jié)度使節(jié)制。
五代初期，軍閥劉仁恭在此建立地方政權(quán)，稱燕王，后被后唐消滅。北宋初年宋太宗在高梁河（今北京海淀區(qū)）與遼戰(zhàn)斗，北宋大敗，對(duì)燕云十六州從此望眼欲穿；遼于會(huì)同元年（938年）起在北京地區(qū)建立了陪都，號(hào)南京幽都府，開(kāi)泰元年改號(hào)析津府。
貞元元年（1153年），金朝皇帝海陵王完顏亮正式建都于北京，稱為中都，在今北京市西南。
元代時(shí)，蒙古大汗國(guó)改名元朝。自元朝起，開(kāi)始成為全中國(guó)的首都。元朝時(shí)的北京稱為元大都。元大都成為全中國(guó)的交往中心，北到嶺北行省，東到奴兒干都司（治所黑龍江下游），西到西藏地方，南到海南，都在此交流。成吉思汗麾下大將木華黎于嘉定八年（1215年）攻下北京，遂設(shè)置燕京路大興府。元世祖至元元年（1264年）改稱中都路大興府。至元九年（1272年），中都大興府正式改名為大都路（突厥語(yǔ)：Khanbalik，意為“汗城”，音譯為汗八里、甘巴力克）。
明朝初年，以應(yīng)天府（今南京）為京師，大都路于洪武元年（1368年）八月改稱為北平府，同年十月應(yīng)軍事需要?jiǎng)潥w山東行省。洪武九年（1376年），改為北平承宣布政使司駐地。燕王朱棣經(jīng)靖難之變后奪得皇位后，于永樂(lè)元年（1403年）改北平為北京，是為“行在”（天子行鑾駐蹕的所在，就稱“行在”）且常駐于此，如今的北京也從此得名。永樂(lè)十九年（1421年）正月，明朝中央政府正式遷都北京，以順天府北京為京師，應(yīng)天府則作為留都稱南京，明仁宗、英宗的部分時(shí)期，北京還曾一度降為行在，京師復(fù)為南京應(yīng)天府。
清兵入關(guān)后即進(jìn)駐北京，亦稱北京為京師順天府，屬直隸省。
清咸豐十年（1860年），英法聯(lián)軍打進(jìn)北京并簽訂《北京條約》。
清光緒二十六年（1900年），八國(guó)聯(lián)軍再次打進(jìn)北京，大量文物被侵略軍和壞民劫掠。
辛亥革命后的民國(guó)元年（1912年）1月1日，中華民國(guó)定都南京，同年3月遷都北京，直至民國(guó)十七年（1928年）中國(guó)國(guó)民黨北伐軍攻占北京，張作霖?cái)』貣|北，北洋政府下臺(tái)。
民國(guó)伊始，北京的地方體制仍依清制，稱順天府。直至民國(guó)三年（1914年），改順天府為京兆地方，直轄于中央政府北洋政府。這一時(shí)期，北京新建了有軌電車系統(tǒng)，和一批現(xiàn)代的文化教育機(jī)構(gòu)，如北京大學(xué)、北京師范大學(xué)、燕京大學(xué)、輔仁大學(xué)、協(xié)和醫(yī)學(xué)院等。
民國(guó)十七年（1928年）北伐戰(zhàn)爭(zhēng)后，由于蔣介石不重視北方邊防，把首都遷到南京，撤銷原京兆地方，北京改名為北平特別市。
民國(guó)十九年（1930年）6月，北平降格為河北省省轄市，同年12月復(fù)升為院轄市。民國(guó)二十六年（1937年）七·七事變后，北平被日本占領(lǐng)。偽中華民國(guó)臨時(shí)政府在此成立，且將北平改名為北京。
民國(guó)三十四年（1945年）8月21日，入侵北京的日本軍隊(duì)宣布投降，第十一戰(zhàn)區(qū)孫連仲部接收北京，并重新更名為北平。 1949年1月31日，傅作義與中國(guó)共產(chǎn)黨達(dá)成和平協(xié)議，率領(lǐng)25萬(wàn)國(guó)民黨軍隊(duì)投向正義，中國(guó)人民解放軍進(jìn)入北平市，實(shí)現(xiàn)對(duì)北京的解放。
1949年9月27日中國(guó)人民政治協(xié)商會(huì)議第一屆全體會(huì)議通過(guò)《關(guān)于中華人民共和國(guó)國(guó)都、紀(jì)年、國(guó)歌、國(guó)旗的決議》，北平更名為北京。
1949年10月1日，中華人民共和國(guó)中央人民政府在北京宣告成立。
1956年—1958年間，將河北省昌平、良鄉(xiāng)、房山、大興、通縣、順義、平谷、密云、懷柔、延慶等縣劃歸北京市，形成今北京市行政區(qū)域。