广州由秦汉起至明清2000多年间，一直是中国对外贸易的重要港口城市。是中国海上丝绸之路的起点。据《新唐书·地理志》记载，到唐朝时，这条海上“丝绸之路”称为“广州通海夷道”，其航程从广州起，经南海、印度洋，直驶巴士拉港，到达东非赤道以南海岸，这是16世纪以前世界上最长的远洋航线。到唐宋时期，广州已发展成为世界著名的东方大港，并首设全国第一个管理外贸事务的机构——市舶使；明清时期，广州更是特殊开放的口岸，在一段较长的时间内，曾是全国惟一的对外贸易港口城市。鸦片战争后，中国与英国签订《南京条约》，被迫开放广州、上海、宁波、福州、厦门五个通商口岸，广州一口通商的局面从此结束。
秦朝，广州一直是郡治、州治、府治的行政中心。在秦末汉初与唐末，广州曾经两次出现过割据的小国，秦末期为南越国，赵佗（秦的南海尉）自立为南越王，广州成为南越王都城（公元前206年至公元前111年）。唐代末期刘岩（又名刘龚）据广州称帝， 国号南汉（公元917年至971年）以广州作都城（当时称兴王府）。广州地区自秦代（公元前214年）定为南海郡开始，历代以来它的行政管辖地区，最小的范围也据有现广东省的中部与北部，最大的范围包括现广东、广西的大部地区。公元前214年，秦始皇统一岭南后，在广州地区设南海郡。 当时南海郡尉任嚣在现中山四路旧仓巷附近修建城廓，称为“任嚣城”，广州为郡治所在地。秦汉时南海郡行政管辖范围北至观坪石，东至福建的漳浦附近，西至湛江，面积约14万平方千米，后赵佗续任南海郡尉。秦朝为了巩固在岭南的统治，从中原迁居五十万居民到岭南。秦末汉初时，赵佗自立为南越武帝，并把管辖范围扩展到雷洲半岛与广西、桂林地区，以及越南北部。
汉武帝于公元前111年平定了南越国后，把原赵佗割据地区划分为九郡（后缩为七郡），广州仍称南海郡，归属交趾部后称交州， 南海郡行政范围缩小。交州治所在地曾移至广西梧州，广州城曾一度较前衰落。东汉末年，广州属于吴国，公元216年吴国交州刺史步骘把交州治从梧州迁回广州，公元226年并将交州改为广州，广州之名由此开始。汉代广州地区行政范围面积约10.5万平方千米。晋代，广州仍称南海郡，为州治所在。但南海郡行政管辖范围比汉代有所缩小， 已将东部梅县、潮汕、惠阳等地区分出；晋代南海郡面积约4.6万平方千米，南、北朝与隋代，广州仍为州治，郡治所在，州郡范围略有变化。
唐代，广州称为广州都督府，是岭南道的道治与都督府治所在地；广州都督府行政界线南至宝安、中山，北至清远， 西至四会；怀集，面积约4.2万平方千米。唐末期刘岩在广州称帝， 号称南汉国，广州为兴王府，并在广州地区设置咸宁、常康二县， 以模仿帝都长安。
公元970年，宋平南汉后，废兴王府仍称为广州（以后一直沿用广州名称），广州为广南东路路治地（简称广东。广东省之称自此开始）。广州行政区域范围面积约4.3万平方千米。元、明、清各朝代，广州先后称广州路（元代），广州府（明、清时），均为省治地（元代广东省称广东道， 明代称广东布政司，清称广东省）。行政区域范围虽有变化，但不大，直到清代广州府行政区域面积约3.1万平方千米。
解放前， 国民党统治时，广州定为市，仍为省会所在地。广州市行政区域范围较前各历史时期大为缩少。 南至河南全岛与芳村，东至车陂，北至白灰场，面积为248平方千米。解放后，广州曾一度划为直辖市，1954年全国行政区域调整时改为省辖市。 由于生产与城市发展，广州行政区域经过多次扩展，现广州市辖区面积达7434.4平方千米。