乌鲁木齐是个历史悠久的城市。远在新石器时代人类就在这里生息繁衍。最早进入此地的为古姑师-车师人。
东汉时期,这里是东师六国的一部分。西汉初年,汉朝政府即置戊己校尉在乌鲁木齐近处的金满(吉木萨尔)设营屯田,维护丝路北道安全。
公元640年,唐朝政府在天山北麓设置庭州,辖4县,这一带被称为轮台县。现乌鲁木齐市东南郊乌拉泊水库南侧的古城遗址,就是当时的军事重镇轮台县城。边塞诗人岑参曾在轮台生活过三年,写下了“戍楼西望烟尘黑,汉兵屯在轮台北”的诗句。
乌鲁木齐的大规模开发始于清代乾隆二十年(1755年)。清政府鼓励屯垦,减轻粮赋,乌鲁木齐成为“繁华富庶,甲于关外”的地方。清军于乾隆二十三年(1758年)在今南门外修筑一座土城,城“周一里五分,高一丈二尺”,就是乌鲁木齐城池的雏形。
后来到了乾隆二十八年(1763年),又把旧土城向北扩展,达到周长五里四分,竣工时,乾隆赐名“迪化”。清光绪十年(1884年)新疆建省,清政府设在新疆的军政管理中心由伊犁转到迪化,迪化成为省会。
1949年,新疆和平解放,迪化市人民政府成立。1954年2月1日,迪化正式恢复使用原名乌鲁木齐。