Bolognan perustivat etruskit nimellä Felsina n. 543 eaa. Boijit valtasivat Felsinan 300-luvulla eaa. ja nimesivät sen Bononiaksi. Seuraavaksi se oli roomalaisten leiripaikka, josta kehittyi keskiajalla yliopistokaupunki. Dante, Kopernikus ja Erasmus Rotterdamilainen opiskelivat siellä, ja Umberto Eco on opettanut siellä. Bolognan yliopisto (perustettu 1088) on maailman vanhin yliopisto. Kaupungin rautatieasemalla räjähti 2. elokuuta 1980 uusfasistien pommi, joka surmasi 85 henkilöä.