Antiquité
Le site de Paris est occupé par l'homme depuis au moins 40 000 ans, comme en témoignent les outils en pierre taillée retrouvés hors contexte lors des différents travaux de terrassement en bord de Seine.
Les plus spectaculaires découvertes archéologiques in situ ont été faites dans le XIIe arrondissement, où ont été mis à jour en 1991 les vestiges parmi les plus anciens de l'occupation humaine permanente sur la territoire de Paris. Les fouilles sur la ZAC de Bercy, ont permis la découverte des traces d'un village de la période chasséenne (entre 4000 et 3800 av. J.-C.), établi sur la rive gauche de l'ancien bras de la Seine, dévoilant un mobilier archéologique exceptionnel : pirogues de bois, poteries, arcs et flèches, outils en os et en pierre.
C'est le flou le plus total entre cette occupation préhistorique du site et la période gallo-romaine. Seule certitude, et encore, les Parisii, peuple Gaulois, sont maîtres des lieux quand les troupes de César sillonnent le pays. Certains évoquent des dates entre -250 et -200 pour la fondation du Paris des Parisii, sans grands arguments à faire valoir. En 52 av. J.-C., lorsque Labienus, lieutenant de Jules César, prend Paris, elle est appelée Lutetia (traduit plus tard en français par Lutèce) par les Romains. Le rôle de capitale de la Gaule est alors dévolu à Lugdunum (Lyon). On ne connaît pas aujourd'hui avec certitude l'emplacement de la cité gauloise. On a longtemps pensé qu'elle se trouvait dans l'île de la Cité mais cette hypothèse est aujourd'hui très discutée (cette dernière ayant été complètement fouillée lors du chantier du métro). La cité gauloise a très bien pu se situer dans l'île Saint-Louis ou dans une autre île aujourd'hui rattachée à la rive gauche et qui se trouvait en face de l'île Saint-Louis (delta formé par l'embouchure de la Bièvre). Une hypothèse très discutée actuellement est de placer le village gaulois d'origine non loin du mont Valérien à Nanterre.
La cité romaine se construit au Ier siècle avant notre ère sur la rive gauche. On pense qu'elle s'étend approximativement du boulevard Saint-Germain au Val-de-Grâce et de la rue Descartes au jardin du Luxembourg. Lutèce est construite autour de la rue Saint-Jacques selon un plan organisé en rues perpendiculaires. Le centre de la ville est fixé par les architectes romains au niveau actuel des 172 et 174 de la rue Saint-Jacques. Le forum s'étend de la rue Saint-Jacques au boulevard Saint-Michel et de la rue Cujas à la rue Malebranche. Des thermes sont construits à l'angle du boulevard Saint-Germain et du boulevard Saint-Michel, ainsi qu'à proximité de l'actuel Collège de France, à l'angle de la rue des Écoles et de la rue Jean-de-Beauvais. Un théâtre se trouve à l'angle de la rue de l'École de médecine et du boulevard Saint-Michel, à l'emplacement actuel de la rue Racine. À l'est de la ville, une rivière aujourd'hui canalisée, la Bièvre, contourne la montagne Sainte-Geneviève en passant au niveau du jardin des Plantes. La rivière traverse à cette époque le XIIIe arrondissement pour se jeter dans la Seine au niveau de l'île de la Cité et de l'île Saint-Louis. Les Arènes de Lutèce sont construites à l'est de la ville, à proximité de la Bièvre. Un cimetière est implanté au sud de la ville, à l'emplacement de l'abbaye de Port-Royal.
Époque médiévale
Paris prend son nom actuel au IVe siècle et Clovis, Mérovingien et roi des Francs, s'y établit pour en faire sa capitale en 508, suite à sa victoire sur les Romains. Dès le VIe siècle, on note la présence d'un lieu de culte implanté sur la rive droite : l'église Saint-Gervais (aujourd'hui située derrière l'Hôtel de ville). Au IXe siècle, des enceintes sont édifiées sur la rive droite pour protéger les paroisses de Saint-Gervais et Saint-Germain-l'Auxerrois (aujourd'hui situées près du Louvre). L'enceinte de Saint-Gervais devait se situer approximativement au niveau des rues des Barres, de Rivoli, et de la Tacherie. La rive gauche est entièrement détruite par les Normands en 885. Quand la couronne échoit aux Capétiens, en 987, Paris est une des deux grandes villes de leur domaine personnel (avec Orléans). Leur ancêtre Eudes s'illustre en la défendant face aux Vikings.
Les premières agglomérations de la rive droite datent du XIe siècle. Il s'agit alors de Saint-Martin-des-Champs (aujourd'hui rue Réaumur), Saint-Germain-l'Auxerrois, et Saint-Gervais. Les rois se fixent progressivement à Paris à partir de Louis VI (1108), et plus encore de Philippe-Auguste (1190-1220). Paris devient alors définitivement la capitale du royaume. La rive gauche de la ville n'est véritablement reconstruite qu'au XIIe siècle. À la même époque, la rive droite est constituée de quatre quartiers : le quartier de Grève (Saint-Gervais), le Châtelet, les Halles et Saint-Germain-l'Auxerrois. Le quartier de Grève s'étend alors jusqu'à l'église Saint-Merri.
L'enceinte construite par Philippe-Auguste va de la rue Étienne-Marcel à la rue de l'Estrapade, et du Louvre aux Fossés-Saint-Bernard. Par la suite, Paris s'étend surtout sur la rive droite. Au XIVe siècle, l'enceinte de Charles V (1371-1380) englobe l'ensemble des IIIe et IVe arrondissements et s'étend du Pont Royal à la Porte Saint-Denis (emplacement de l'actuelle rue d'Aboukir).
Époque moderne
Au XVIIe siècle, l'enceinte de Louis XIII (1617-1676) englobe sur la rive droite l'ensemble couvert aujourd'hui par les quatre premiers arrondissements. Au XVIIIe siècle, le mur des Fermiers Généraux comprend l'ensemble des onze premiers arrondissements actuels. Cependant, la ville ne s'étend alors que sur la superficie couverte aujourd'hui par les six premiers arrondissements, le jardin du Luxembourg marquant la limite de la ville.
Époque contemporaine
C'est à Paris, sur l'actuelle place de la Bastille, que commence la Révolution française, le 14 juillet 1789, avec le soulèvement des ébénistes du faubourg Saint-Antoine et la Prise de la Bastille. La Commune de Paris joue alors un rôle de radicalisation.
Sous la monarchie de Juillet, la ville s'agrandit brutalement jusqu'au mur des Fermiers Généraux.
Sous le second Empire, le 1er janvier 1860, onze communes sont annexées : Auteuil, Passy, Les Batignolles, Montmartre, La chapelle, La Villette, Belleville, Charonne, Bercy, Vaugirard et Grenelle. La capitale française passe de douze à vingt arrondissements et de 3 288 à 7 088 hectares. Avec Haussmann et le second Empire, Paris s'engage dans de gigantesques travaux de modernisation. Le Paris d'aujourd'hui, est avant tout celui du binôme Napoléon III-Haussmann. Du 26 mars au 22 mai 1871, Paris est le siège d'un pouvoir insurrectionnel : la Commune de Paris qui s'oppose au Gouvernement provisoire conduit par Adolphe Thiers et qui siège à Versailles.
Paris accueille de nombreuses expositions universelles. La Tour Eiffel est construite pour celle de 1889, et le métro parisien est inauguré à l'occasion de celle de 1900.
En 1910, une crue de la Seine provoque l'une des plus graves inondations de Paris.
Paris est occupée par l'armée allemande pendant la Seconde Guerre mondiale, de 1940 à 1944. À l'approche des troupes alliées arrivant de Normandie, une rébellion commence le 19 août 1944. À l'arrivée de la deuxième division blindée du général Leclerc, le 25 août le commandant de la garnison, le général Dietrich von Choltitz, capitule sans exécuter les ordres qui lui enjoignaient de détruire la ville (seul le central téléphonique militaire de la rue Saint-Armand est détruit).
En mai 1968, les étudiants parisiens sont les premiers à déclencher des émeutes dans le quartier latin. Un Comité pour le maintien des occupations (CMDO) est créé à la Sorbonne à l'initiative de l'Internationale Situationniste. En 1976, l'État accorde pour la première fois une municipalité autonome à la capitale. Jacques Chirac est élu maire de Paris. Il est remplacé en 1995 par Jean Tiberi puis en 2001 par Bertrand Delanoë. Bertrand Delanoë se démarque surtout de ses prédécesseurs par sa volonté affichée de réduire la place de l'automobile dans la capitale au profit des transports en commun (avec des voies de bus en site propre) et des taxis.
Paris est aussi la ville organisatrice des Jeux Olympiques en 1900 et en 1924. Elle a été candidate malheureuse pour l'organisation des jeux d'été de 1992 et 2008, finalement revenus à Barcelone et Pékin. Elle est actuellement candidate à l'organisation de ceux de 2012, dont la décision sera rendue le 6 juillet 2005.