今柳州市境域古属百越之地。秦始皇统一岭南后，属桂林郡。汉初属南越国。西汉元鼎六年（公元前111年）设置潭中县，治所在今鱼峰区驾鹤山附近，属郁林郡，为柳州建置之始，辖及今柳州、来宾两市大部及桂林、河池两市一部分。

三国吴（222—280年），置常安县，治所在今鹿寨县中渡镇马安村常安屯。吴凤凰三年（274年），析郁林郡置桂林郡，潭中县属桂林郡。西晋（280—289年）初，潭中县为桂林郡治所地。晋改常安县为长安县。南朝齐（479—502年），桂林郡治所从潭中县迁至武熙县（今来宾市象州县），潭中县仍隶属于桂林郡。

南朝齐（479—502年），置齐熙郡和齐熙县，郡、县治均设在今融水苗族自治县县城，齐熙县隶属于齐熙郡。梁中大通五年（533年），置东宁州，州治设在齐熙郡。梁大同三年（537年），置龙州和龙城县，为今柳城县建县之始，州、县治均设在今柳城县凤山镇，龙城县隶属于龙州。大同八年（542年），置梁化郡，改长安县为梁化县（治所在今鹿寨县中渡镇马安村常安屯），郡治设在梁化县，梁化郡隶属于东宁州。

隋开皇（581—600年）初，裁撤龙州。开皇九年（589年），裁撤梁化郡。开皇十一年（591年），潭中县改名桂林县。同年，析桂林县置马平县，治所在今柳北区雀儿山附近。开皇十八年（598年），东宁州改为融州，裁撤齐熙郡，改齐熙县为义熙县。大业二年（606年）裁撤融州，原辖县改属始安郡。

唐武德四年（621年），析义熙县复置融州，州治在今融水苗族自治县县城。同年，置昆州，州治设在马平县（治所在今城中区立新路东侧一带）。不久，昆州改名南昆州。武德六年（623年），义熙县改名融水县。贞观八年（634年）改南昆州为柳州。天宝元年（742年），柳州改名龙城郡（柳州别称“龙城”源于此），融州改名融水郡。乾元元年（758年）龙城郡复名柳州，融水郡复名融州。元和（806—820年）末年，柳州辖马平、龙城、象县、洛容、洛曹5县。

宋淳化元年（990年），洛曹县改隶宜州。景德三年（1006年），龙城县改名柳城县。嘉祐四年（1059年），省象县入洛容；柳州辖马平、柳城、洛容3县，州治仍在马平县。崇宁四年（1105年）三月在王口寨（一说王口砦）设怀远军，八月改为平州，并置怀远县，州治设在怀远县（治所在今三江侗族自治县老堡乡），辖境及于今广西三江侗族自治县、融安县北部及贵州省从江县和榕江、黎平两县部分地区。大观元年（1107年），以广南西路析置黔南路，路治设在融州。大观三年（1109年），黔南路与广南西路合并为广西黔南路（治所设在桂州）。政和元年（1111年），裁撤平州和怀远县并入融州，不久复置平州。绍兴四年（1134年），再次裁撤平州改为王口寨，属融州。据《舆地纪胜》记载，绍兴五年（1135年。明嘉靖《广西通志》记为绍兴十四年即1144年），王口寨改为怀远县，隶属于融州。咸淳元年（1265

年），柳州州治迁至柳城县龙江（今柳城县凤山镇南丹村）。

元至元十六年（1279年），改柳州为柳州路；改融州为融州路，至元二十二年（1285年）复名融州。至大元年（1308年），柳州路治迁回马平县（《明史·地理志》记为洪武元年，即1368年）。

明洪武元年（1368年），改柳州路为柳州府，府治设在马平县（治所在今城中区立新路东侧一带）。洪武二年（1369年），融州改隶柳州府。洪武十年（1377年），融州降为融县。明末，柳州府辖马平、柳城、洛容、怀远、融、罗城、来宾、武宣、迁江、上林10县以及象州和宾州，府治设在马平县。

清初，柳州府属右江道。康熙二十二年（1683年），右江分巡道署从宾州迁至柳州府城。雍正三年（1725年），自柳州府析出宾州和上林、迁江、来宾、武宣4县。雍正十二年（1734年），柳州府复辖来宾县。府辖马平、柳城、雒容、怀远、融、罗城、来宾7县和象州，至清末不变。

民国元年（1912年）1月，裁撤马平县并入柳州府。民国2年（1913年）6月，裁撤柳州府，复置马平县，设柳江道，道治设在马平县，道隶于广西省。柳江道辖马平、柳城、雒容、融、怀远等14个县以及1个土州、1个土县和3个长官司。民国16年（1927年）11月道废，各县由省直辖。民国19年（1930年）9月，广西省政府独创民团制度，设柳州民团区，辖马平、柳城、融、三江、中渡、榴江、雒容、象、来宾9个县，治所在马平县。民国20年（1931年）1月1日，马平县改名为柳州县。民国21年（1932年），柳州民团区治所迁至宜山，并划辖宜山民团区所属的宜山、河池、南丹、思恩、宜北、天河、罗城、忻城8县和原属百色民团区的东兰县。民国23年（1934年）3月10日，柳州民团区改为柳州行政监督区，治所在宜山，辖柳州、柳城、融、三江、中渡、榴江、雒容等18个县（同年11月，来宾县、象县析出）。民国25年（1936年），柳州行政监督区迁治柳州县。民国26年（1937年），柳州县易名柳江县。至民国29年（1940年）3月，柳州行政监督区辖柳江、柳城、雒容、中渡、榴江、融、三江、罗城、百寿9个县。同年4月，柳州行政监督区改为第四行政督察区，治柳江县，辖县依旧。民国31年（1942年）3月，第四行政督察区与第七行政督察区合并为第二行政督察区，仍治柳江县，辖柳江、柳城、雒容、中渡、榴江、融、三江等19个县。民国末年（1949年1月1日—9月30日）7月，自第二行政督察区析出武宣、来宾、象3县改属第十三区，析出融县、三江两县改属第十五区，第二行政督察区实辖柳江、柳城、雒容、中渡、榴江等县。

1949年10月1日中华人民共和国成立后，柳州市人民政府于同年12月19日挂牌成立。柳州正式建市（县级市），隶属柳州专区，以原属柳江县柳东镇、柳西镇和屏山镇辖区为市区辖域，政府驻地在柳州城内。市区以外的18个乡仍属柳江县（1950年3月19日，县政府驻地迁至拉堡圩，即今拉堡镇）。柳州专区辖柳州市和柳江、柳城、雒容、中渡、榴江、融县、三江、来宾、武宣、象县10个县，柳州专员公署驻柳州市区。

1950年3月，柳州市改为省辖市。1952年8月11日，原雒容、中渡、榴江3县辖地及原修仁县第二区合并成立鹿寨县，县政府驻鹿寨镇，隶属柳州专区。

1952年11月，设立大苗山苗族自治区（县级）。1953年4月23日，融县改称融安县，县政府驻长安镇；撤销三江县，设立三江侗族自治区（县级）；撤销柳州专区，所属各县除鹿寨县划归桂林专区管辖外，其余均划归宜山专区（专员公署驻宜山）管辖。1955年9月，大苗山苗族自治区改称大苗山苗族自治县，三江侗族自治区改称三江侗族自治县。

1957年7月，柳州市隶属于广西僮族自治区（1965年10月改称广西壮族自治区）。1958年7月19日，宜山专区更名柳州专区，专员公署移驻柳州城区，柳江县、柳城县、融安县、大苗山苗族自治县、三江侗族自治县改属柳州专区。同年7月25日，鹿寨县改属柳州专区。同月，柳州市改属柳州专区管辖。

1961年11月25日，柳州市改由广西僮族自治区直辖。1966年4月8日，大苗山苗族自治县更名融水苗族自治县。

1971年，柳州专区改为柳州地区，地区行政公署驻柳州城区，辖柳江县、柳城县、鹿寨县、融安县、融水苗族自治县、三江侗族自治县、来宾县、象州县、武宣县、忻城县和金秀瑶族自治县。

1983年10月8日，原属柳州地区的柳江县、柳城县划归市辖。1984年6月23日，柳州市设立市郊区（县级）。2002年6月22日，经国务院批复，柳州市郊区撤销。同年9月29日，柳州地区撤销，所属鹿寨县、融安县、融水苗族自治县、三江侗族自治县划归柳州市辖。2016年3月30日，柳江撤县设区。2023年，柳州市辖城中区、鱼峰区、柳南区、柳北区、柳江区、柳城县、鹿寨县、融安县、融水苗族自治县、三江侗族自治县。