秦始皇三十三年（前214），屬南海郡番禺縣。
漢武帝元鼎六年（前111），屬番禺和博羅縣。
三國黃武五年（226）屬東莞郡博羅縣。
西晉初年，分屬番禺、博羅兩縣。
東晉咸和六年（331）設東官郡，治寶安縣城（今深圳市南山區南頭古城一帶），下轄寶安、懷安、興寧、海豐、海安、欣樂6縣，是深圳設郡立縣的開始。
南朝梁天監六年（507）改東官郡為東莞郡，仍轄寶安。
陳后主禎明二年（588）撤東莞郡復稱東官郡。
隋開皇十年（590），廢東官郡，寶安縣（今深圳市）改屬廣州總管府。
隋文帝仁壽元年（601），改廣州為番州。
隋煬帝大業三年（607），改番州為南海郡。
唐武德五年（622），設廣州總管府，寶安為其下轄5縣之一。
初唐到開元末，一度被撤并入東莞縣。
天寶元年（742）以后，恢復縣建制。
唐至德二年（757），撤寶安縣并入東莞縣，治所移到涌（今莞城）。
宋、元仍屬東莞縣，隸屬廣州路總管府。
明初，為抵御海盜、倭寇的侵擾，建立東莞（今深圳南頭）和大鵬兩守御千戶所城。
明萬歷元年（1573），析東莞縣，置新安縣。
清康熙五年（1666）撤新安縣，復歸東莞縣。
康熙八年（1669）后，又置新安縣，屬廣州府。
清道光二十二年（1842）、咸豐十年（1860）、光緒二十四年（1898），英國先后割占或租借新安縣所轄香港島、九龍司、新界共1066平方千米的土地（于1997年7月回歸中國）。
1912年新安縣屬廣東省直轄。
1914年因與河南省新安縣同名，改稱寶安縣。
1914年至1935年，先后屬粵海道、廣東省、廣州行政委員公署，中區善后管理委員會、中區綏靖公署。
1936年至中華人民共和國成立前，先后隸屬第一、四、二行政督察專員公署。
1949年10月，成立寶安縣人民政府，屬東江專署，1950年改屬珠江專署。
1952年屬粵中行政公署。
1953年縣治從南頭移深圳鎮解放路。
1956年屬惠陽專區。
1959年屬佛山專區。
1963年重歸惠陽專區（1970年改為地區）。
1979年撤銷寶安縣設立深圳市，直屬省轄。
1979年4月成立羅湖區（市政府派出機關），轄福田、附城2個公社。
1980年在市域南部設深圳經濟特區。
1982年12月21日，國務院批準恢復寶安縣建置，轄原深圳經濟特區外的原寶安縣地區，由市轄。
1983年特區內原羅湖管理區被劃分為羅湖、上步、南頭、沙頭角4個管理區（縣級）。
1984年8月南頭管理區分出部分地域設蛇口管理區（派出機關）。
1990年1月撤蛇口管理區，轄地并入，設南山區至今。
1990年10月，上步管理區改設福田區。
1992年撤寶安縣設寶安、龍崗2個市轄區。
1997年羅湖區分設鹽田區。
2010年深圳經濟特區的范圍擴大到全市。
2016年9月14日，經《國務院關于同意廣東省設立深圳市龍華區和坪山區的批復》（國函〔2016〕159號）批準設立深圳市坪山區、龍華區。
2018年2月9日，經《國務院關于同意廣東省設立深圳市光明區的批復》（國函〔2018〕25號）批準設立深圳市光明區。