石家庄旧称石门市，是人类文明开发较早、文化底蕴十分深厚的地区。市区白佛口文化遗址是目前全市境内发现的最早的平原地区人类遗址，距今约6,000—7,000年；新乐古代遗址“伏羲台”证明了6,000多年前中华人文始祖伏羲氏曾活动于此地；战国中山国文化，是石家庄历史文化脉络中的重要一环，也是继藁城台西商文化之后令世界瞩目的辉煌文化。
公元前218年，秦始皇命令真定（今石家庄市东古城）人赵佗征岭南，行南海尉事。赵佗实行“和揖百越”的民族平等政策，采取一系列措施发展当地经济文化。汉高祖十一年（前196年）下诏赞誉赵佗的政绩，封其为南越王。赵佗治越近80年，为开发岭南、维护多民族国家统一做出了贡献。两汉时期，石家庄西部的太行山区一直是制造兵器、铠甲和生产工具的重要冶金基地之一，“冶河”因此而得名。
东汉延熹七年（公元一六四年）十月，为祀山颂神，于河北元氏县西北之王村山下立《封龙山颂》。汉唐时期是中国佛教、道教复兴并走向鼎盛的时期，恒、赵二州的宗教文化在中国宗教史上也留下了绚丽篇章。北宋时期，富弼、韩琦、欧阳修、沈括、苏轼等名宦贤宦先后奉使河北，都在真定府（今正定）留下足迹，促进了这一地区经济、文化的繁荣。
金元时期的自然科学成果非常丰硕。著名数学家、学者李冶在数学天元学术方面的研究，对中国的初等代数起到了奠基作用，标志着13世纪世界数学的最高成就。
据有关史料分析，石家庄村创于明朝初年，原为正定卫的军屯和官庄。直到清康熙二十七年（1688年）废除卫所军屯制石家庄才成为隶属正定府获鹿县（今鹿泉市）的一个小村庄，与当时的政治中心真定城隔滹沱河相望。据清光绪《获鹿县志》记载：“石家庄，县东南三十五里，街道六，庙宇六，井泉四”20世纪初，石家庄村的面积不足0.1平方公里，仅有200户人家，600余口人。
1902年由法国和比利时修建的京汉铁路从这里经过，设立一个站点，因石家庄名气不大，就以相距不远的振头镇命名，称为振头站；1907年正太铁路（正定到太原）通车，正太铁路为了避免在滹沱河上建桥，在石家庄和京汉铁路连接，将正太铁路起点由正定改为石家庄，石家庄成为两条铁路的交汇点，并逐渐成为交通要道和商品集散地。同一年，横跨京汉铁路和正太铁路的河北省第一座铁路公路立交桥“大石桥”竣工。
在当时公路交通十分落后的背景下，铁路交通在物资集散、商品流通活动中起着十分重要的作用。所以，石家庄铁路交通地位的迅速提高，诱发了工商业、服务业、金融业的全面兴起，使石家庄的人口城市化速度加快。到1925年仅铁路以西的石家庄村街区面积已经达到1．8平方公里，开始形成了小城镇的雏形，成为与获鹿县城、正定县城规模相当的新兴城镇。这一时期，正是中国近代城市建制酝酿创立的时期。在这种背景之下。当年6月24日，中华民国临时执政令，批准直隶省属11个城镇自7月1日起实行市自治制，其中“石家庄市”“以石家庄为其区域”。但是，由于石家庄村及周围工商业人口还不足一万，所以，获鹿县决定把铁路以东的休门、栗村合并在内，使这个新市镇的人口达33,077人。经过多方协商，以石家庄与休门两个村村名中各取一个字，称为“石门市”。同年8月29日，中华民国临时政府以指令第12713号，批准“将直隶省石家庄、休门（qiu men）两市合并，更名为石门市，以符名实。”从当时民国政府的文件可以看出，“市”这个概念在使用中十分混乱，与小城镇、市镇有许多类似之处，根本不是建制市的一种标准概念，也不是一级行政区划。所以，这时的“石门市”，与“获鹿市”，“正定市”、“辛集市”等实行市自治制的城镇一样，不过是一种小城镇的管理模式。1928年，中国开始将“市”作为一种行政建制。南京民国政府颁发了《普通市组织法大纲》和《特别市组织法大纲》，规定了设立普通市和特别市的条件，开创了中国市级建制的先河。而此前直隶省实施“市自治制”的11个所谓的“市”，显然不符合建制市的条件，所以一律取消。虽然石门设市未成，但并未阻挡石家庄城市化的进程。随着工商业的不断发展，大批农村人口向石门集中，或充实产业工人队伍，或从事商业，服务业，或经营小作坊手工业。到1930年，石门产业工人总数已达16000多人。1933年7月，石门总工商户约230余家（包括银行，钱庄、工商企业）。
随着交通地位的提高，电信、邮政事业也不断发展。为适应日益发展的工商业，石门的社会管理机关也不断增加，政法方面有石门地方法院，石门地方检察院、石门特种公安局；税务方面有石家庄统税管理所、石门区税务征收专局、石门屠宰检验税局，西南区矿产税务局，河北第九区烟酒稽征分局、获鹿县汕饼花籽牙税征收所等等。与此同时，驻石门的军队、宪兵及各类行政机关、军政、商税各界官员、随员不断扩充，人口不断增长，到1937年6月石门总人口已达72,100多人。
1937年10月10日，日本侵略军占领石门。1947年11月12日，中国人民解放军攻克石门，在石门市建立了第一个以城市为中心的人民政权（属于解放军攻克的第一个城市）。同年12月26日，石门市人民政府发布通知，将石门市更名为石家庄市。同时，华北人民政府在石家庄成立，标志着其政治中心地位的初步确立。
1948年5月－1949年3月间，西柏坡是中共中央和中国人民解放军总部所在地，毛主席、党中央在此指挥了震惊中外的三大战役，召开了著名的中国共产党七届二中全会。1968年1月29日，河北省会迁至石家庄市。
