Возраст Москвы точно не известен. Самые древние археологические находки на территории Москвы относятся к каменному веку. С конца первого тысячелетия в районе современной Москвы поселились славяне: вятичи и кривичи. Вятичи составляли основную часть первоначального населения Москвы. Археологические раскопки, проведённые в районе Кремля, свидетельствуют, что к концу XI века там уже существовало поселение, защищённое валом и рвом.
Первым достоверным летописным упоминанием считается указание Ипатьевской летописи на субботу 4 апреля 1147 года, когда ростово-суздальский князь Юрий Долгорукий принимал в городке под названием Москов своих друзей и союзников во главе с новгород-северским князем Святославом Ольговичем. В 1156 году здесь были построены новые деревянные укрепления. Общая территория увеличилась в 3—4 раза.
В 1237—1238 годах, во время монголо-татарского нашествия на Русь, Москва была разграблена и сожжена, однако её вскоре восстановили
Во второй половине XIII века при князе Данииле Александровиче (сыне Александра Невского) Москва стала центром самостоятельного удельного княжества. Расположение города на пересечении торговых путей способствовало его росту и возвышению. В начале XIV века владения Москвы расширились, к ним были присоединены Коломенское и Можайское княжества.
В XIV веке происходит возвышение Москвы как центра Великого княжества Московского. Начиная с Юрия Даниловича московские князья носят титул Великий князь Владимирский.
В XIV веке в Москву была перенесена резиденция митрополитов, а в 1589 году была учреждена Московская патриархия. Таким образом, возросло значение города как религиозного центра.
Карта зон старой Москвы. Кремль, Китай-город, Белый город, Земляной город
При князе Иване Калите в Москве развернулось масштабное строительство, появились первые каменные здания (до той поры город был полностью деревянным). В XIV — начале XV века Москва была крупным торговым и ремесленным городом; в её состав входили территории Кремля, Китай-города, и слобод в Замоскворечье, Занеглименье и Заяузье.
Столица единого русского государства
В конце XV века при князе Иване III Васильевиче Москва становится столицей крупнейшего русского государства, а в начале XVI века при князе Василии III Ивановиче — столицей единого русского государства. Новый статус способствовал росту города и становлению экономическим и культурным центром страны. Развивалась промышленность и ремёсла: производство оружия, тканей, кожевенных, гончарных, ювелирных изделий, строительное дело. Появились Пушечный и Печатный дворы. Больших высот достигла московская архитектура. Границы Москвы значительно расширились — к концу XVI века в её состав вошли территории Белого города и Земляного города. Была создана система оборонительных сооружений. В XIV—XVIII веках в Москве несколько раз происходили крупные восстания и пожары
В 1605 году в Москву вступили войска самозваного царя Лжедмитрия I. Власть самозванца в городе пала в 1606 году, в ходе народного восстания он был убит жителями Москвы. С 1608 по 1610 год в правление нового выбранного царя Василия Шуйского Москва находится в осаде войск второго самозванца Лжедмитрия II, обосновавшегося лагерем в Тушине. В этот период сообщение Москвы с остальной частью государства затруднено. Осада была снята подходом к Москве со стороны Новгорода в марте 1610 года войск Михаила Скопина-Шуйского со шведскими наёмниками.
В 1610 году после поражения войск Василия Шуйского в Клушинской битве Москву заняли польские войска Станислава Жолкевского. Попытки в 1611 году освободить город от поляков Первым земским ополчением под руководством Прокопия Ляпунова, Ивана Заруцкого и князя Дмитрия Трубецкого не увенчались успехом. В 1612 году войска Второго земского ополчения во главе с посадским человеком Кузьмой Мининым и князем Дмитрием Пожарским, разбив 4 ноября в Битве на Девичьем Поле польские войска, освободили Москву от поляков, вынудив в конце 1612 года их гарнизон капитулировать в Кремле и покинуть Москву.
В первое столетие правления династии Романовых
В Москве в 1613 году был помазан на царство Михаил Фёдорович, положивший начало более чем 300-летнему правлению династии Романовых.
В XVII веке в черту Москвы окончательно входит Земляной город, достраивается и приобретает современный вид Московский Кремль. Появились Ямская слобода, Мещанская, Немецкая слобода. Приобретает большое значение царская резиденция Коломенское.
Середина и вторая половина XVII века ознаменовалась в Москве рядом социальных и политических бунтов: соляным, медным, стрелецкими 1682 года и 1698 года.
В 1712 году столица России была переведена в Санкт-Петербург. В 1728 при Петре II в Москву был перенесён императорский двор, который находился здесь до 1732 года, когда Анна Иоанновна вернула его обратно в Санкт-Петербург. Москва сохранила статус «первопрестольной» столицы и была местом коронации императоров. Данный титул применяется для подчеркивания исторического старшинства Москвы как города, в котором впервые появился престол русского царя. В словаре Ф. А. Брокгауза и И. А. Ефрона Москва называется «первопрестольной столицей России». Толковый словарь С. И. Ожегова и Н. Ю. Шведовой трактует слово «первопрестольный» как обозначение старейшей столицы[65]. Термин широко применяется в настоящее время во всех сферах общественной жизни как синоним и неофициальное название Москвы.
В 1755 году Михаилом Ломоносовым и Иваном Ивановичем Шуваловым по приказу императрицы Елизаветы основан Московский университет.
Во время Отечественной войны 1812 года Москва оказалась захвачена войсками Наполеона и сильно пострадала от пожара. По разным оценкам, в результате московского пожара сгорело до 80 % зданий. Процесс восстановления Москвы длился более тридцати лет, был построен Храм Христа Спасителя. К концу XIX века в Москве появился трамвай.
В 1851 году было открыто железнодорожное сообщение Москвы с Санкт-Петербургом.
В 1896 году в ходе мероприятий, приуроченных к коронации императора Николая II, на Ходынском Поле произошла крупная давка со значительным количеством жертв, получившая название «Ходынская трагедия».
В декабре 1905 года в Москве произошли революционные волнения и уличные баррикадные бои.
В середине августа 1917 года в Москве проходило Всероссийское государственное совещание, созванное Временным правительством.
25 октября 1917 года, одновременно с началом Штурма Зимнего дворца в Петрограде, началось московское вооружённое восстание большевиков, которому, в отличие от восстания в Петрограде, в Москве было оказано упорное сопротивление. Противники восстания, среди которых преобладали юнкера московских военных училищ, объединились в комитет общественной безопасности и заняли Кремль, чтобы противодействовать нападающим. Противостояние завершилось кровопролитными боями между юнкерами и красногвардейцами, которые продолжались в городе с 25 октября по 2 ноября 1917 года и привели к повреждениям исторического центра Москвы и Кремля стрельбой артиллерии.
В 1918 году в Москву из Петрограда переезжает правительство большевиков и Москва становится столицей РСФСР.
В начале второй половины 1919 года антибольшевистские организации Москвы, руководимые Национальным центром, осуществляют попытки организовать восстание в городе с целью свержения советской власти, которые терпят неудачу. Многие члены подпольных антисоветских организаций Москвы расстреляны органами ВЧК в ходе мероприятий Красного террора.
С победой большевиков в 1920 году в Гражданской войне началась новая, советская эпоха в развитии города. В советское время Москва вновь стала центром государства, увеличилось международное политическое значение города. Москва застраивалась быстрыми темпами, к городу присоединялись бывшие пригороды. В то же время историческая застройка центра города подверглась выборочному уничтожению; был разрушен ряд храмов и монастырей, в числе которых были Храм Христа Спасителя, Страстной монастырь. В 1922 году Москва стала столицей СССР. В городе началось быстрое развитие транспортной инфраструктуры. Так, в 1924 году в Москве открылось автобусное движение, в 1933 году был запущен первый троллейбусный маршрут, а в 1935 году для пассажиров открылась первая линия метрополитена. После введения в эксплуатацию Канала имени Москвы и поднятия уровня воды в Москве-реке, часть городской территории возле Москвы-реки оказалось затопленной. В частности, под воду ушли участки бывшего Дорогомиловского и примыкающего к нему Еврейского кладбищ.
В годы индустриализации в Москве быстрыми темпами развивается сеть высших и средних технических учебных заведений.
В тридцатые годы в Москве была создана целая сеть научно-исследовательских и проектных институтов технического профиля. Подавляющее большинство из них входило в систему Академии наук СССР. В это время в городе также развиваются средства массовой информации, издается много газет, с 1939 года организовано регулярное телевизионное вещание. Во время Великой Отечественной войны в городе располагались ГКО и генеральный штаб РККА, было сформировано народное ополчение (свыше 160 тыс. чел.).
Зимой 1941/1942 годов произошла знаменитая битва под Москвой, в которой советские войска одержали первую крупную победу над вермахтом с момента начала Второй мировой войны. В октябре 1941 года немецкие войска подступили вплотную к Москве; многие промышленные предприятия были эвакуированы, началась эвакуация правительственных учреждений в Куйбышев. 20 октября 1941 года в Москве было введено осадное положение. Но, несмотря на это, 7 ноября на Красной площади состоялся военный парад, войска с которого отправлялись прямо на фронт. В декабре 1941 года наступление немецкой группы армий «Центр» под Москвой было остановлено; в результате успешного контрнаступления советских войск под Москвой немецкие войска отброшены от столицы. 24 июня 1945 года на Красной площади состоялся Парад Победы.
В 1952—1957 годах было проведено строительство высотных зданий, впоследствии получивших название «Сталинских высоток» и ставших одним из символов Москвы советской эпохи.
В 1960 году сформировалась новая граница Москвы по МКАД, за которую город стал выходить только в 1984 году.
В конце 1960-х — начале 1970-х годов центр города вновь подвергся серьёзной перестройке. Ради расширения существующих улиц, строительства новых магистралей и типовых многоэтажных панельных домов были снесены некоторые архитектурные памятники Москвы.
В 1957 и 1985 годах в Москве прошли соответственно VI и XII по счёту Всемирные фестивали молодёжи и студентов. В 1980 году Москва принимала XXII летние Олимпийские игры.
19—22 августа 1991 года в городе произошёл Августовский путч, организованный ГКЧП. К 1993 году конституционно-государственный кризис, возникший в результате противостояния президента и парламента, достиг своей кульминации. 3—4 октября 1993 года произошли попытка захвата телецентра «Останкино» и расстрел здания Верховного Совета («Белого дома»). Затем в городе произошли значительные перемены. В 1995 году были утверждены новые официальные символы столицы — герб, флаг и гимн города. Началось восстановление храмов, строительство полномасштабной копии взорванного большевиками Храма Христа Спасителя.
В конце 1990-х — начале 2000-х годов город впервые столкнулся с угрозой международного терроризма. В Москве произошло несколько террористических актов.
В последние годы в Москве проходит множество международных культурных и спортивных мероприятий.
Начало 2000-х ознаменовалось капитальным архитектурным преобразованием. Город серьёзно перестраивается — строятся многоэтажные офисные здания, современная транспортная инфраструктура, элитное жильё, возник новый деловой центр — район «Москва-Сити». В то же время отмечается, что этот «строительный бум» приводит к разрушению исторического облика города, уничтожению архитектурных памятников и сложившейся городской среды. Серьёзную проблему представляет недостаточно развитая транспортная инфраструктура, приводящая к автомобильным пробкам и перегруженности общественного транспорта. Меры по созданию выделенных полос для общественного транспорта пока желаемого результата не дали.
Также Москва столкнулась с рядом новых для города проблем. Город стал центром притока трудовых мигрантов из стран Средней Азии, именуемых в народе гастарбайтерами, Китая, республик Северного Кавказа и Закавказья, а также миграции из внутренних регионов РФ. Приток мигрантов практически никак не регулируется, законодательные механизмы, направленные на такое регулирование, зачастую не работают, в связи с чем создается неблагоприятная ситуация: городские коммуникации, метро, дорожная сеть перегружены, наблюдается рост преступности в основном за счёт преступлений, совершаемых мигрантами, зачастую не имеющих постоянного места жительства и элементарных социальных и бытовых удобств. Иностранные мигранты абсолютно социально не адаптированы, чаще проживают обособленными национальными группами. В настоящее время названные проблемы только нарастают, конкретных действующих мер Правительством Москвы и Городской думой для законодательного решения названных проблем не принято.
До 2010 года Москва имела статус исторического поселения, однако Приказом Министерства Культуры РФ от 29 июля 2010 г. № 418/339 город был этого статуса лишён.