遠在五六十萬年前的舊石器時代，已有先民在此繁衍生息。新石器時代，黃河中游兩岸及伊、洛、瀍、澗等河流的臺地上，分佈著許多氏族部落，新中國成立後在洛陽一帶發現的孫旗屯遺址、王灣遺址、矬李遺址等近200處聚落遺址，便是當時人們居住、生活的地方。
夏朝初年，禹劃九州，河洛屬古豫州地。洛陽是夏王朝立國和活動的中心地域，太康、仲康、帝桀皆以斟鄩為都。
前1600年，商朝建立。商湯建都西亳（二里頭遺址東北約6千米）。
前1046年，西周代殷後，為控制東方地區，開始在洛陽營建國都。周公在洛水北岸修建了王城和成周城，史稱成王“初遷宅於成周”、“定鼎於郟鄏”、“宅茲中國”，曾遷殷頑民於成周，並以成周八師監督之。當時洛陽稱洛邑、新邑、大邑、成周、天室、中國等，亦稱周南。
周平王元年（前770年），周平王東遷洛邑，是為東周。
秦莊襄王元年（前249年），秦在洛陽置三川郡，郡治成周城。
漢王元年（前206年），項羽封申陽為河南王，居洛陽。
漢高祖五年（前202年），劉邦建漢，初都洛陽，後遷長安，改三川郡為河南郡，治洛陽。轄洛陽、河南（漢置，治王城）、偃師、緱氏、平（偃師西北）、平陰（孟津東北）、新成（伊川西南）、榖成（新安東）及鞏、滎陽、新鄭、中牟、開封等22縣。漢武帝置十三州部刺史，河南郡屬司隸。西漢末年，王莽篡政，改洛陽為宜陽，設“新室東都”和“中市”。
漢光武建武元年（25年），劉秀定都洛陽，改洛陽為雒陽。
建武十五年（39年），更河南郡為河南尹。
漢永和五年（140年），河南尹“有戶二十萬八千四百八十六，有口一百零一萬零八百二十七”。
黃初元年（220年），魏文帝曹丕定都洛陽，變雒陽為洛陽，設司隸校尉部。
泰始元年（265年），西晉代魏，仍以洛陽為都。
太延二年（436年），北魏在洛陽置洛州。
太和十八年（494年），孝文帝遷都洛陽。
隋開皇元年（581年），在洛陽置東京尚書省；次年，置河南道行臺省；三年，廢行臺，以洛州刺史領總監；十四年，於金墉城別置總監。
大業元年（605年），隋煬帝遷都洛陽，在東周王城以東，漢魏故城以西18裡處，新建洛陽城。同年，改洛州（東魏改司州置）為豫州，三年又改河南郡，十四年復置洛州，轄河南、洛陽、偃師、緱氏、閿鄉、桃林、陝、熊耳、澠池、新安、鞏、宜陽、壽安、陸渾、伊闕、興泰、嵩陽、陽城等18縣。
唐代，自高宗始仍以洛陽為都，稱東都。
武德四年（621年），置洛州總管府，轄洛州、鄭州、熊州、榖州、嵩州、管州、伊州、汝州、魯州等九州，洛州轄洛陽、河南、偃師、緱氏、鞏、陽城、嵩陽、陸渾、伊闕等9縣。
貞觀元年（627年），分全國為十道，洛陽屬河南道。
顯慶二年（657年），置東都。
開元元年（713年），改洛州為河南府。
開元二十一年（733年），於洛陽置都畿道。天寶年間，改東都為東京。洛州、河南府均治洛陽。
武則天光宅元年（684年）始，改東都為神都，對都城進行擴建，修建了明堂、萬國天樞等。
唐天祐四年（907年），後梁、後唐、後晉均曾都洛陽，後漢、後周以洛陽為陪都。
宋，以洛陽為西京，置河南府。
金代，定洛陽為中京，改河南府曰金昌府，並河N縣入洛陽縣。
自元代始，洛陽不復為京，降為河南府治。
明代，河南府轄洛陽、偃師、鞏縣、孟津、登封、新安、澠池、宜陽、永寧、Z縣等10縣，是伊王和福王的封地。
清代，洛陽仍為河南府治。
民國元年（1912年），民國建立，廢河南府，設河洛道，道尹公署駐洛陽，轄洛陽、偃師等19縣。
民國九年（1920年），直系軍閥吳佩孚盤踞洛陽，在洛陽設定了兩湖巡閱使公署和陸軍第三師司令部。
民國十二年（1923年），HEN高官公署適於洛陽，洛陽成為HEN省會。
民國二十一年（1932年），日軍進攻上海，國民黨政府定洛陽為行都，並一度適洛辦公。“七七事變”後，抗日戰爭全面爆發，華北大部分地區淪陷，洛陽成為北方抗日前哨，國民黨第一戰區長官司令部駐洛陽。
民國二十七年（1939年）秋，HEN省政府再次遷洛，洛陽第二次成為HEN省會。
1944年，建立豫西抗日根據地。
1948年，洛陽解放，LY市人民民主政府成立，析洛陽縣城區為市，與洛陽縣並置。次年12月，LY市人民民主政府改稱LY市人民政府。
1950年5月，成立了LY市郊區區公所，管轄塔灣、馬坡、北窯、岳家村、西小屯、下池等6個鄉和西工鎮。
1951年11月，改4個區公所為4個區人民政府。
1954年，接管洛陽縣第四區（谷水區）。
1954年，LY市升格為HEN省直轄市，市政府機關駐地設在老城民主街。次年，洛陽縣撤銷，一部分併入LY市，其餘部分劃入偃師、孟津、宜陽等縣。
1955年7月，成立JX區。
1956年，相繼建成LY市LC區、XG區和郊區。
1957年11月，cHHZ區成立。
1982年，經國務院批准，新成立JL區。
1983年，新安、孟津、偃師改隸LY市。
1986年，洛陽地區撤銷，洛寧、宜陽、Z縣、欒川、汝陽、伊川亦改屬LY市。
1993年，偃師縣改為ZS市。
2000年6月，經國務院批准，洛陽郊區更名為LL區。
2021年3月，經國務院批覆同意撤銷縣級ZS市，設立LY市偃師區，以原ZS市的行政區域為偃師區的行政區域，偃師區人民政府駐槐新街道民主路27號；撤銷MJ縣、LY市JL區，設立LY市孟津區，以原MJ縣、JL區的行政區域為孟津區的行政區域，孟津區人民政府駐城關鎮桂花大道328號。
東漢末年，洛陽遭到嚴重破壞。《後漢書·董卓列傳》記載：漢獻帝初平元年(190年)，董卓脅迫獻帝遷都長安，“盡徙洛陽人數百萬口於長安”。董卓自屯畢圭苑中，“悉燒宮廟官府居家，二百裡內無復於遺”。又使呂布領兵發掘諸帝王陵墓及公卿以下冢墓，收其珍寶。至建安元年(196年)七月，楊奉、韓暹等奉帝還洛陽時，宮室燒盡，百官披荊棘，依牆壁間。整個洛陽城一片慘象！
建安二十五年(220年)，魏王曹操之子曹丕逼漢獻帝“禪位”，篡漢自立，即位於許昌。廢獻帝為山陽公，改元黃初。至此，東漢亡，曹魏建立。這年十二月，魏文帝曹丕大營洛陽宮，並遷都洛陽。魏文帝下傳五帝，共四十六年。劉備於公元221年在成都稱帝，國號漢；孫權在建業(今江蘇南京)稱吳王，公元229年稱帝，史稱孫吳或東吳。魏、蜀、吳三國鼎立的時代，歷史上稱為三國時代。
魏鹹熙二年(265年)司馬昭之子司馬炎篡魏自立，在洛陽即位，廢魏帝曹奐為陳留王，改元泰始，史稱西晉。晉武帝司馬炎下傳三帝，共計五十二年，皆定都洛陽。至晉元帝司馬睿避五胡之亂，遷都建康(今江蘇南京)。因建康在洛陽之東，史稱東晉！
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