巴黎城的核心是塞纳河上的城岛（西岱岛，Ile de la Cité）。公元前52年，巴黎地区被罗马人征服。在此之前，巴黎地区只是一个名为巴黎西（Parisii）的凯尔特/高卢部落的聚居地。公元358年，罗马人在这里建造了宫殿，这一年被视为巴黎建城的元年。罗马人起初将该城命名为Lutetia，在公元400年前后改名巴黎。但是罗马时期高卢行省的中心在南方的里昂，巴黎只是一个小规模的定居点，而且集中在左岸。
公元508年，法兰克人占领了巴黎，国王克洛维一世将其定为墨洛温王朝的首都，用木板在这里建起了教堂和宫殿。但是此时的法兰克人国家不过是部落的聚合体，克洛维一世死后，其王国被儿子们瓜分，巴黎很快又沦为地方性城市。此后的加洛林王朝时期，法兰克帝国的首都在亚琛等地，巴黎地区由“强者”罗贝尔统治。公元九世纪，维京人入侵法国，并于845年进攻巴黎，迫使巴黎人在城岛周围建起了城墙。法兰克帝国解体后，巴黎伯爵厄德（Odo）（罗贝尔之子）在888年自行称王，开创了卡佩王朝。经过与加洛林王朝一百多年的争夺，巴黎伯爵休·卡佩（Hughes Capet）于987年加冕为法国国王，建立了现代的法兰西国家，同时巴黎也首次成为法兰西的首都。
从11世纪开始，巴黎向塞纳河右岸发展。路易六世在右岸地区建立了市场和道路。腓力二世菲利普二世(Philip II Augustus)建设了环绕巴黎的首座城墙，还拓宽了城市道路，建设公共喷泉，同时修建了卢浮宫。1345年巴黎曾遭到黑死病袭击，并曾在百年战争中被英国和勃艮地军队占领。1356年巴黎修建了第二道城墙。1436年查理七世（夏尔七世）（Charles VII）收复了巴黎。16世纪初，弗朗索瓦一世（法兰西斯一世）在巴黎周边建造了众多的城堡。半个世纪后，凯瑟林·德·美第奇王太后在城市中央修建了杜伊勒里宫和花园，并将它与卢浮宫连接起来。波旁王朝时期，巴黎继续向四周发展，直到路易十四世兴建凡尔赛宫，并将宫廷和行政机构迁往那里。此时的巴黎环境肮脏，道路曲折，街道狭窄，房屋稠密，且多为木结构，是一座典型的中世纪城市，拥有近50万人口和25000座房屋。
此后的巴黎历经反法同盟占领、1830年七月革命、1848年革命。到拿破仑三世时期，城市已经破败不堪。1859年，拿破仑三世任命塞纳大省省长、巴黎警察局长乔治·欧仁·奥斯曼男爵（Baron George Eugene Haussmann）负责巴黎的大规模城市改造。奥斯曼拆除了巴黎的外城墙，建设环城路，在旧城区开辟出许多笔直的林荫大道，并建设了众多新古典主义风格的广场、公园、住宅区、医院、火车站、图书馆、学校，以及公共喷泉和街心雕塑，还利用巴黎地下纵横交错的旧石矿建造了城市给排水系统。但是他也拆掉了许多珍贵的历史遗产和文物，对巴黎旧城的破坏一直存在历史争议。
