考古發現，距今約3萬年左右，延安已有晚期智人“黃龍人”生息。
夏，今延安地區屬雍州。
商，屬鬼方。
春秋時，延安是白狄部族居住地。
戰國，前期屬晉，后屬魏，再歸秦。
秦漢，該境屬高奴縣，隸上郡（郡治膚施，今榆林市南）。
新始建國元年（9），改高奴縣為平利縣。
東漢復名高奴縣。
三國，延安為羌胡所據。
魏晉，義熙三年（407），匈奴鐵弗部赫連勃勃建立大夏國，其在延安城東修筑豐林城（今寶塔區李家渠鎮周家灣村）。
北魏太安二年（456）在南部設臨真縣，隸北雍州定陽郡；西部設沃野縣。
太和元年（477），東部設廣武縣，并設遍城郡，領廣武、沃野2縣。
北魏延昌二年（513）設東夏州，領遍城郡、朔方郡、定陽郡、上郡；西魏大統三年（537）分臨真縣、真川縣，并設神木郡，領真川、臨真2縣，同年，分廣武縣置文安縣，隸文安郡。
延安縣，西魏為廣安縣。
恭帝元年（554），改東夏洲為延州。
隋唐，隋大業元年，因避太子楊廣名諱改廣安縣為延安縣。
隋大業三年（607），廢延州，改延安州為延安郡，郡治膚施，領膚施、廣安等11縣。
唐武德元年（618）改延安郡為延州總管府。
武德二年（619）復改延州總管府為延安郡。
乾元元年（758）再改為延州。
安史之亂后，延州隸屬鄜坊節度使府。
五代后梁時，屬忠義節度使府、彰武軍節度使府。
宋代，置鄜延路領延州。
宋元祐四年（1089），升延州為延安府。
金、元、明，置鄜延路、彰武軍總管府、延安府。
清仍設延安府。
1913年，廢延安府，隸榆林道。
1928年，撤道，各縣由省直轄。
1935年9月，延安南北各縣分屬國民政府陜西省第三、第二行政督察區。
1935年11月，稱陜甘省和陜北省。
1937年9月，陜甘寧邊區成立，10月，成立延安市政府，直隸于邊區政府。
1942年11月，設延屬分區，1月成立行政督察專員公署。
1949年5月，撤延屬分區，設陜北行政區。
建國后，1950年5月，撤銷陜北行政公署，成立陜西省延安分區行政督察專員公署；同年10月，改稱陜西省人民政府延安專員公署。
1955年5月，又改稱陜西省延安專員公署。
1968年8月18日，成立延安專區革命委員會。
次年9月，延安專區改稱延安地區。
1978年延安地區革命委員會撤銷，成立延安地區行政公署。
1996年11月5日，國務院批準撤銷延安地區，設立地級延安市。