大理歷史悠久，是雲南最早文化發祥地之一。據文獻記載，4世紀白族祖先就在這裡繁衍生息，散佈了許多氏族部落，史書中稱為“昆明之屬”，他們創造了燦爛的新石器文化。
前221年，秦朝開始經營西南，在西南地區建立行政機構，自此開始中央王朝對大理的統治；漢時（前109年），漢武帝出兵擊敗了“昆明之屬”各部落，並在大理地區設置了葉榆縣，開闢了中國南方絲路，使得大理成為了四川通往印度的“南方絲路”中轉站。
三國時期，雲南、貴州以及四川西南部被稱為南中，歸屬蜀國。後，孟獲叛亂，諸葛亮妙計七擒之，平定叛亂，並在大理地區重建雲南郡。
隋朝時期，597年，昆明發生叛亂，隋以史萬歲平之；唐時貞觀年間，唐王朝設置了戎州都督府，大理地區各縣均歸其管轄。
公元七世紀，洱海周圍出現了蒙崔、越析、浪穹、鄧賧、施浪和蒙舍等六個“詔”（部落），其中的蒙舍詔在諸詔之南，故稱南詔。公元八世紀，六詔在唐支持下，建立南詔政權。南詔與唐王朝之間關係密切。後來，由於南詔力量日益強大，與唐朝矛盾日趨激烈，終於在公元749年和公元754年，雙方發生大規模戰爭，史稱“天寶戰爭”。後經過雙方努力，公元794年舉行“蒼山會盟”，雙方重歸於好。
南詔後期，宮廷內亂，終於國家在混亂之中分崩離析。南詔國就此消亡。
937年，通海節度使段思平聯合滇東三十七部進軍大理，建立了大理國。大理國基本繼承了南詔的疆界。大理國統治雲南達300多年，期間曾受宋王朝的“雲南八國都王”等封號。
公元1253年，忽必烈率元兵，從寧夏入甘肅，經六盤山，結集於臨洮（甘肅南部），然後進入四川西北部，在松潘地區分三路以進。忽必烈親率中道兵，過大渡河“經行山谷2000餘里”，由今鹽源、永勝，直抵金沙江，“乘革囊及伐以渡”，到達今麗江境。忽必烈率軍攻取了劍川、鶴慶，由上關進逼大理城。城破，大理相高祥被殺，大理王段興智逃到滇池地區。1254年春，忽必烈班師北還，兀良合臺留鎮雲南。
公元1254年，兀良合臺繼續進軍，先後平定了大理國的五城、八府、四郡及烏、白蠻37部，在昆澤（今宜良）俘獲大理王段興智，大理國亡。
至元十一年（1274年），元朝委任賽典赤為雲南平章政事，來雲南建立行省。賽典赤撤銷了原來的萬戶、千戶、百戶軍事性的建置，改設路、府、州、縣，建立了雲南諸路行中書省，置路三十七、府二、屬州五十四、屬縣四十七，尚設立了甸、寨、軍民府等。元代在雲南建立行省，標誌著中央王朝對雲南統治邁進了一大步，形成了“行省有令則布天下，郡縣有請則為達於省”的政令統一局面。元代雲南行省時期，今大理州地域分屬於大理路、鶴慶路、威楚路和雲龍甸軍民府。大理路：至元七年（1270年），元朝並大理上下二萬戶府為大理路，治所在今大理城，領有一縣、二府、五州。
1276年改府為路，雲南正式成為行省級區劃的名稱。
洪武十五年（1382年），明軍襲破大理城，朝廷改行省為雲南等處承宣布政使司，領諸府州縣司；置諸指揮使司，領諸衛所；置提刑按察司，分巡安普、臨元、金滄、洱海四道，並察諸府州縣司衛所，稱為“三司”。今大理州地域分隸於大理府、鶴慶府、蒙化府、永昌府和楚雄府。
清朝時期，今大理州地域分別隸屬於大理府、麗江府、永昌府和蒙化府直隸廳。鄂爾泰任雲貴總督時，進行了大規模的“改土歸流”，大理地區被劃為雲南的內地。《蠻司志》卷八載：“版籍其地，加以經化，創置雲南、楚雄、臨安、大理諸府為內地；更以元江、永昌之外麓川、車裡諸地為西南夷，一如舊時成都之視滇池。”大理府為迤西道治所，大理提督駐地，領4州、3縣、1長官司。領州：趙州、鄧川州、賓川州、雲龍州；領縣：太和縣、雲南縣、浪穹縣；長官司：十二長官司。
1911年，昆明“重九起義”後成立了雲南省軍政府。大理地區隸屬於滇西道，後歸屬騰越道。
新中國成立後，於1950年2月1日，大理專員公署建立，轄下關、大理、鳳儀、鄧川、賓川、祥雲、彌渡、蒙化、雲縣、緬寧、順寧（鳳慶）、永平、漾濞、雲龍、洱源15縣市。
1956年，雲縣、緬寧、順寧3縣劃歸臨滄專區，麗江專區的鶴慶、劍川2縣劃歸大理專區。
1956年11月22日，建立大理白族自治州，下關定為自治州首府。
2000年止，大理白族自治州轄1市11縣，即：大理市、鶴慶縣、漾濞彝族自治縣、祥雲縣、賓川縣、彌渡縣、南澗彝族自治縣、巍山彝族回族自治縣、永平縣、雲龍縣、洱源縣、劍川縣。
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