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。
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。
隋唐时期石家庄籍的文化名人有魏征（一说巨鹿人，一说馆陶人）和李吉甫。
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。
金元时期石家庄建筑艺术成就的代表作是井陉苍岩山福庆寺桥楼殿，桥与殿浑然一体。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。
石家庄近代
20世纪初叶，石家庄还是获鹿县辖下的一个小村，那时的获鹿就是通燕赵、连三晋的货物集散地，素有“日进斗金的旱码头”之称，但是，随着正太铁路的兴建通车，日进斗金的旱码头东移，石家庄逐渐取代了获鹿的地位，日渐繁荣的商业、服务业，成为石家庄向近代化城市迈进的又一重要因素。
1902年由法国和比利时修建的京汉铁路设立一个站点，以相距不远的振头镇命名，称为振头站。
1907年正太铁路通车，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。
1907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；正太路起点南移，正定城市中心开始南移；真正使石家庄向城市化迈进的诱因因素，还是现代工业的兴起和发展。
1937年10月10日，日本侵略军占领河北省石门市。
1947年11月12日，中国人民解放军攻克石门市极其周边所有县城，在石门市建立了第一个以城市为中心的人民政权（第一座解放军解放的设防大城市）。
石家庄政府第一届领导班子是柯庆施和毛铎。
1947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。当时，石家庄市人口19万，有大小工厂27家，工业总产值2000万元左右。
1948年5月－1949年3月间，石家庄市西北部的平山县的西柏坡是中共中央和中国人民解放军总部所在地。毛主席、党中央在此指挥了决定中国命运的“三大战役”，召开了著名的中国共产党七届二中全会。
1948年12月1日，中国人民银行总行在石家庄市中华北大街宣告成立，并发行了新中国第一套人民币，掀开了中国金融史上划时代意义的新篇章。
石家庄现代
1968年1月29日，河北省省会由保定市迁至石家庄市。
1993年6月30日，石家庄地区行政公署与石家庄市人民政府合并，成立了新的石家庄市人民政府。
2014年9月23日，经国务院批准，河北省人民政府批复同意撤销石家庄市桥东区，原桥东区的东华、休门、彭后、东风、汇通5个街道划归石家庄市长安区，原桥东区的中山东路、阜康、建安、胜北4个街道和桃园镇划归石家庄市桥西区；撤销县级藁城市、县级鹿泉市和栾城县，同时分别设立石家庄市藁城区、鹿泉区和栾城区。藁城区、鹿泉区、栾城区分别以原藁城市、原鹿泉市、原栾城县的行政区域为现行行政区域。
