Desde el Neolítico (6000-3500 a.C.) la zona de Ourense ha sido una encrucijada de caminos por la que transitaban las tribus nómadas. Muchos de esos clanes se asentaron en el valle del Miño, como prueban los castros prerromanos de Beiro, Madrosende, Oira, Santomé y Valdegola, así como el asentamiento primitivo de As Burgas, las fuentes de agua termal que fueron el origen de la ciudad.

En el siglo I llegan los romanos a Galicia, y en esta época se construyó un puente estratégico sobre el río Miño, defendido por una guarnición de legionarios que se asentaría en el entorno de la actual Plaza Mayor. Con la legión y el puente, el núcleo de población de As Burgas continuó creciendo y daría lugar a una importante villa romana.

En el siglo V, en plena decadencia del Imperio Romano, llegaron a Galicia los suevos, un pueblo germánico principalmente agrícola, y fundaron un reino cuya capital sería Ourense. Durante el reinado de Carriarico se comenzó la edificación de la primera catedral (hoy desaparecida) en honor de San Martín de Tours, desde entonces patrón de la ciudad. Durante la época visigoda, Ourense fue una de las principales sedes episcopales de la Península, dependiente de la archidiócesis de Braga.

En el siglo X, Ourense sufrió las incursiones de árabes y normandos y entró en decadencia, pero tras el siglo XI se iniciaría la recuperación, impulsada por los obispos de la diócesis, auténticos señores feudales: Doña Teresa de Portugal concedió la jurisdicción de la ciudad para el obispado en 1122. Monseñor Eredonio y sus sucesores reconstruyeron viejas calzadas, abrieron calles y plazas, recuperaron el derribado puente romano y levantaron la catedral actual. En este renacido Ourense medieval, lleno de artesanos y comerciantes, el vino era el principal negocio local.

En el siglo XII nació el ayuntamiento de Ourense, compuesto por representantes de los ciudadanos para enfrentarse a los abusos del obispado. La confrontación desembocaría en la segunda revuelta irmandiña (1468), en la que los ciudadanos tomaron la catedral y derribaron el castillo Ramiro. En el siglo XVI, el ayuntamiento se fue haciendo con el gobierno de la ciudad, al frente del cual estaría un corregidor nombrado por el rey, y se hicieron nuevas calles y pazos.

Durante los siglos XVII y XVIII la ciudad viviría un largo letargo, del que despertaría a comienzos del XIX, cuando Ourense fue designada capital de provincia. Con la llegada del ferrocarril y la construcción de la carretera Villacastín-Vigo, la ciudad empezó a desarrollarse en ambas orillas del Miño, convirtiéndose en una urbe de carácter eminentemente comercial y administrativo a la que llegaría una burguesía procedente de Castilla.

En el siglo XX, Ourense experimentó cierto crecimiento demográfico por la emigración procedente de la provincia, convirtiéndose en la tercera ciudad de Galicia por población. Hechos importantes fueron la unión con el municipio de Puente Canedo en 1943, la aparición de nuevos barrios y su conversión en el principal nudo de comunicaciones (por tren y por carretera) del noroeste peninsular.