Через район современной Астрахани издавна шли торговые пути персов и арабов. На протяжении нескольких столетий здесь возникали города хазар, половцев, монголо-татар. Первые письменные известия об Астрахани. относятся к 13 веку, когда среди татарских поселений упоминается деревня Аштархан (Аджитархан, Хаджи-Тархань, Хазитархань, Пытрахань или Зыстрахань и др.) на правом берегу Волги, в 12 км от современной Астрахани. По мнению некоторых исследователей, близ современного города размещался Итиль — столица Хазарского каганата, разрушенного князем Святославом в 965 году. В 1395 Астрахань сожжена войском Тамерлана. В 1459—1556 Астрахань — главный город Астраханского ханства. Окончательно занята русскими войсками и присоединена к Русскому государству в 1557. Основание современной Астрахани положено сооружением в 1558 году новой деревянно-земляной крепости на высоком Заячьем, или Долгом, холме, омываемом Волгой и её рукавами. В 1582 сооружены каменные стены с 8 большими и малыми башнями. В Астрахани был построен караван-сарай. Заселение Астрахани шло быстро: отдалённость края, потребность в рабочей силе привлекли массы русских
переселенцев, образовавших вокруг города слободы: Сианову, Безродную, Теребиловку, Солдатскую, Ямгурчееву (или Огручеево); поселившиеся в окрестностях города татары образовали Татарскую, армяне — Армянскую слободы. В 1605—1606 годах Астрахань была захвачена и разграблена донскими и терскими казаками. К середине 17 века Астрахань — одна из пограничных крепостей Русского государства, охранявших устье Волги. В 1670 взята войсками С. Разина; в 1670—1671 управлялась казачьими атаманами В. Усом и Ф. Шелудяком. В 1709 сильно пострадала от пожара.
С 1717 года Астрахань — центр Астраханской губернии, с 1785 — областной центр Кавказского наместничества, с 1802 — центр Астраханской губернии.
В конце 19 века в Астрахани насчитывалось 2087 каменных зданий и 7367 деревянных; действовало 30 православных храмов, 6 армяно-григорианских церквей, а также римско-католическая, лютеранская, раскольничья молельня, мечеть, синагоги. В Астрахани было 204 улицы и переулка, большая часть которых была немощёной. Были открыты учебные заведения, больницы, богадельни. Выходили 4 периодических издания. Работали 2 учёных общества. В 1885 в Астрахани и окрестностях насчитывалось 62 фабрики и завода. Среди городских промыслов выделялись рыболовство, садоводство (особенно разведение винограда) и огородничество. В 1860-х годах в связи с развитием нефтепромыслов в Баку астраханский порт становится одним из крупнейших в стране.
Во время Гражданской войны Астрахань приобрела ключевое значение, что вызвало ожесточённые бои между противоборствующими сторонами за овладение городом. 
До 1934 года Астрахань входила в состав Нижневолжского края, с 1934 — Сталинградского края, до 1943 — Сталинградской области; с 1943 — центр Астраханской области.
Современная Астрахань — крупный промышленный и культурный центр. Важнейший пункт перевалки грузов (главным образом леса и нефти) с железной дороги на морской и речной транспорт и наоборот.