兩漢時為卑陸、劫國地,屬車師后部,隸西域都護府和戊己校尉。
晉屬鐵勒。
隋屬西突厥。
唐設置輪臺城,隸北庭大都護府。
宋為高昌回鶻轄境。
元屬別失八里元帥府。
明代為厄魯特蒙古和碩特部游牧地。
清初為衛(wèi)拉特蒙古準噶爾部所據(jù)。
清乾隆二十三年(1758)在南關一帶筑土城;二十五年(1760)設烏魯木齊同知,隸安西道;三十年(1765),接土城北垣筑新城,命名迪化,俗稱漢城,又稱紅廟子;三十六年(1771)設烏魯木齊參贊大臣;三十七年(1772)在迪化城西北筑八旗兵新城,乾隆賜名鞏寧城(俗稱老滿城);三十八年(1773)改參贊大臣為烏魯木齊都統(tǒng),改安西道為鎮(zhèn)迪道,改迪化同知為直隸迪化州,駐鞏寧城。
同治三年(1864)鞏寧城毀于戰(zhàn)亂。
光緒十年(1884)新疆建。皇(1886)升迪化直隸州為迪化府,仍隸鎮(zhèn)迪道,下設迪化縣。
同年,迪化城擴建,省、迪化府及迪化縣治所均設在迪化城。
1913年,撤迪化府,保留迪化縣,隸迪化道。
1929年,迪化道改為迪化行政區(qū),轄迪化、乾德(今米泉)、奇臺、昌吉、呼圖壁、阜康、孚遠(今吉木薩爾)、綏來(今瑪納斯)、木壘河、鄯善、哈密、鎮(zhèn)西(今巴里坤)12縣。
1938年,吐魯番、托克遜2縣劃入迪化行政區(qū)。
1943年,改為迪化督察專區(qū)。
1945年設迪化市。
1949年12月,成立迪化市人民政府,全市設7區(qū)。
1954年,迪化專區(qū)改名烏魯木齊專區(qū),迪化市改名烏魯木齊市。
1956年烏魯木齊市所轄7區(qū)合并為3城市區(qū)(一區(qū)、二區(qū)、三區(qū))、1郊區(qū)、1工礦區(qū)、1工礦鎮(zhèn)。
1957年,一區(qū)改名天山區(qū),二區(qū)改名多斯魯克區(qū),三區(qū)改名沙依巴克區(qū)。
1958年,烏魯木齊專區(qū)撒銷。
1959年,烏魯木齊縣劃歸烏魯木齊市,同年市郊區(qū)并入烏魯木齊縣。
1960年,天山區(qū)與多斯魯克區(qū)合并為天山區(qū)。
1961年,成立水磨溝區(qū)和頭屯河區(qū),增設新市區(qū)。
1970年,自治區(qū)直屬的吐魯番、托克遜2縣劃歸烏魯木齊市。
1971年,設南山礦區(qū)。
1975年,吐魯番、托克遜2縣劃入吐魯番地區(qū),烏魯木齊市轄6區(qū)、1縣。
1987年設東山區(qū)。
2002年撒南山礦區(qū),增設達坂城區(qū)。
2007年昌吉回族自治州所轄米泉市與東山區(qū)合并,設立烏魯木齊市米東區(qū)。