先秦时期属百粤(越)范围。公元前214年(秦始皇三十三年)在今博罗“缚娄”族居地置傅罗县后,今市境为南海郡傅罗县(后称博罗县)的一部分。西汉前期近百年间,处于赵氏南越国治理之下。公元前111年(汉元鼎六年),汉武帝统一岭南,结束南越国统治。东晋析南海郡置东官郡,博罗县先后析置海丰、欣乐、安怀三县,博罗、欣乐两县隶南海郡,而安怀县隶东官郡。南宋,安怀、欣乐两县隶东官郡,博罗县隶南海郡。至南齐,安怀县改名怀安县,博罗县析置罗阳县隶南海郡。至503年(梁天监二年),南海郡析置梁化郡,设郡治于梁化屯。怀安县并入欣乐县,罗阳县并入博罗县。博罗县与欣乐县同隶梁化郡。588年(陈祯明二年),欣乐县改名归善县。
589年(隋开皇九年),废梁化郡,在今市境置循州。607年(隋大业三年),循州改称龙川郡。622年(唐武德五年)复为循州。唐代曾易名雷乡郡、海丰郡。917年(南汉乾亨元年)改置祯州。1020年(宋天禧四年)改称惠州。1279年(元至元十六年)改为惠州路,明、清为惠州府。1496年(明弘治九年),设立龙门县,隶广州府。
1912年(民国元年)归善县改名惠阳县。1914年6月,惠阳、博罗两县属潮循道,龙门县属粤海道。1920年废道后,先后隶东区善后督办处或绥靖处(临时政区)。1925年7月,隶属广东省东江行政区。1932年1月,隶属东绥靖区。1936年,隶属广东省第四行政督察区。1947年隶属第五专署行政督察区。1949年(民国38年)2月后,惠阳、博罗两县隶属第二行政督察区,龙门县隶属第六行政督察区。
新中国成立后,市境行政区划及其隶属多次调整。1949年12月设东江专区,次年1月撤销,惠阳县划属粤东行政区,博罗、龙门两县划属粤中行政区,至1956年1月这三县同隶新设立的惠阳专区。1958年4月,惠阳县析惠州镇置惠州市(县级)、析县东部置惠东县。同年11月龙门县并入增城县,隶属广州市。11月、12月先后撤销惠州市、惠东县,仍划归惠阳县。1959年3月惠阳专区撤销,惠阳、博罗两县划归佛山专区。1961年10月恢复龙门县,亦划归佛山专区。1963年7月恢复惠阳专区,惠阳、博罗、龙门三县划归惠阳专区。1964年10月惠阳县再析惠州镇设惠州市(县级),1965年7月恢复惠东县。1970年10月惠阳专区改称惠阳地区,辖区未变,惠阳、惠东、博罗、龙门四县及惠州市仍隶之。1975年3月龙门县划归广州市。
1988年1月7日,国务院批准撤销惠阳地区建制,分设惠州、东莞、汕尾、河源4个地级市。惠州市管辖惠城区、惠阳县、惠东县、博罗县、龙门县。1994年5月惠阳撤县改市(县级),由惠州市代管;至2003年3月又撤市设区,隶惠州市,6月10日挂牌。2017年末,全市县(区)以下划分为1个乡、48个镇,22个街道办事处。