西宁有着悠久的历史，是我国黄河流域文化组成部分。据城北区朱家寨遗址、沈那遗址和西杏园遗址等考古发现，早在四、五千年以前就有人类在这块土地上生产、生活，繁衍生息。

夏商时期，部分羌人逐渐定居东部地区，开始进行农耕，随着中原地区先进生产技术的传入，农牧业有了一定发展，人口也逐渐增加。 这部分羌人渐与华夏诸融合，成为后来的汉族。

汉武帝元狩二年(前121年)，西汉王朝派骠骑将军霍去病出兵击败河西匈奴，设令居塞，并在河西设4郡。武帝元鼎六年(前111年)，汉军征讨河湟羌人，在湟中设“护羌校尉”，开始经略湟中，筑西平亭(今西宁市)。从此，汉王朝开始了对青海东部的控制。汉宣帝神爵元年(前61年)，赵充国奉命平先零羌杨玉得胜后，罢兵田于河湟，设“金城属国”，先后设置临羌(治所在今湟源县)、安夷(治所在今平安县)、破羌(治所在今乐都县)、允吾(治所在今民和县)、允街(治所在今甘肃省兰州市红古区)、河关(治所在今贵德县)7县，青海东部地区正式纳入中原封建王朝郡县体系。

公元220年东汉灭亡，魏、蜀、吴三国鼎立，今西宁属曹魏的统治范围。222年，魏在今西宁市修筑了西平郡城。公元265年，西晋在今湟水流域仍置西平郡，辖西都(今西宁市)等地。

公元4世纪初，吐谷浑人迁入甘青地区，后向青海境内发展，并建立了吐谷浑国。其盛时，势力范围东南至四川松潘，北到青海祁连，东到甘肃洮河，西达新疆南部，东西长约1500公里，南北宽约500公里。吐谷浑人自进入青海至唐龙朔三年(663年)亡于吐蕃止。东晋十六国时，前凉、前秦、后凉、南凉、西秦、西夏、北凉相继统治过青海河湟地区。

十六国时期，鲜卑族秃发部据今甘肃西部、青海东部地区建立地方割据政权南凉，曾一度建都西平(今西宁)。公元445年，北魏灭鄯国，改西平郡为鄯善镇(今西宁)。公元526年(北魏孝吕二年)，又改鄯善镇为鄯州，辖西平(今西宁市)等地。公元607年(隋炀帝大业三年)又改鄯州为西平郡，辖湟水、化隆二县，今西宁为西平郡湟水县的辖地。公元618年唐朝建立后，在青海东部设鄯、廓二州。鄯州辖龙支、湟水二县，今西宁为湟水县辖地。公元1104年北宋改鄯州为西宁州，隶属于陇西都护府，从此，“西宁”这一名称一直沿用到今天。

公元7世纪，松赞干布统一西藏高原，建立了吐蕃王朝。先后兼并了羊同、苏毗、白兰、党项诸羌，尽得其地。唐“安史之乱”后，吐蕃进一步东进，控制了青海全境，统治近200年。五代十国青海吐蕃部落分散，不复统一。唐末，“嗢末”一度控制河湟地区。

宋时，角厮罗势力渐强，以青唐城(今西宁)为中心，在河、湟、洮地区建立了以吐蕃为主体的宗咯地方政权，臣属于宋。徽宗初，角厮罗政权势力日衰，宋军遂进占河湟地区。崇宁三年(1103年)，宋改鄯州为西宁州，是“西宁”见于历史之始。北宋亡后，金和西夏占有河湟地区，约一个世纪。

公元13世纪，南宋理宗元庆三年(1227年)，成吉思汗进军洮、河、西宁州，青海东部地区纳入蒙古汗国版图。忽必烈即位初，在河州设吐蕃等处宣慰使司都元帅府，管辖青、甘一带吐蕃部落。至元十八年(1281年)设甘肃行中书省，辖西宁诸州。

明洪武六年(1371年)改西宁州为卫，下辖6千户所。以后又设“塞外四卫”：安定、阿端、曲先、罕东(地当今海北州刚察西部至柴达木西部，南至格尔木，北达甘肃省祁连山北麓地区)。孝宗弘治元年(1488年)，设西宁兵备道，直接管理蒙、藏各部和西宁近地，“塞外四卫”由西宁卫兼辖。明初青海东部实行土汉官参设制度。在青南、川西设有朵甘行都指挥使司，又在今青海黄南州、海南州一带设必里卫、答思麻万户府等。

16世纪初，厄鲁特蒙古4部之一的和硕特部移牧青海，一度成为统治青海的民族。清雍正初年，罗卜藏丹津反清斗争失败后，清朝在青海设置青海办事大臣，统辖蒙古29旗和青南玉树地区、果洛地区及环湖地区的藏族部落。青海东北部西宁卫改为西宁府，仍沿袭明朝的土司制度，属甘肃省管辖。

1912年北洋军阀政府任命马麒为西宁总兵，1915年又任命其为蒙番宣慰使和甘边宁海镇守使。从此，马家军阀统治青海近40年。1928年9月5日，南京国民政府决定新建青海省，治设西宁。1929年1月，青海省正式建制。1949年9月5日，西宁解放。1949年9月26日，青海省人民军政委员会宣告成立。1950年1月1日青海省人民政府正式组成，以西宁为省会。