最初因焦姓人在此地开设窑业作坊而得名。
夏朝属冀州，称覃怀地。商及西周属畿内地，分属雍、邗、温三国。东周为晋南阳地，战国时属魏、卫二国地。秦属三川郡，西汉属冀州河内郡。东汉属司隶部河内郡。三国属魏国冀州河内郡。晋分属司州河内郡、汲郡、荥阳郡。南北朝分属司州河内郡、荥阳郡。后魏分属怀州河内郡、武德郡、司州汲郡、东恒农郡。隋分属河内郡、汲郡、荥阳郡。唐分属河北道怀州河内郡、河阳三城使孟州、河南道河南府河南郡、郑州荥阳郡。五代分属怀州、孟州、郑州、开封府。北宋分属河北西路怀州河内郡、京西北路济源郡、京西路郑州奉宁军制、京畿开封府。元分属燕南河北道怀庆路、孟州、河南江北行省卞梁路。明分属河内布政使司怀庆路及开封府。清属河南省怀庆府。1913年，河内县改为沁阳县。1927年沁阳县东部划出，成立博爱县。
1945年9月8日建立焦作市。1948年3月改为焦作县。1949年10月15日，改为焦作矿区，划归平原省新乡行政专员公署领导。1952年11月15日，平原省撤销，焦作矿区划归河南省新乡行政专员公署领导。1956年7月9日，改为焦作市，由河南省直接领导。1959年12月1日，修武、博爱两县划归焦作市领导。1960年8月15日，撤销修武、博爱两县建置，并入焦作市；撤销温县建置并入沁阳县。1961年10月5日，恢复修武、博爱、温县建置，归新乡行政专员公署领导。1974年1月19日，焦作市属河南省和新乡地区双重领导。
1982年3月，焦作市划为省辖市。1983年9月1日，修武、博爱两县划归焦作市领导。1986年1月，温县、武陟、孟县、济源、沁阳五县划归焦作市领导。1988年，撤销济源县，设立济源市。1989年，撤销沁阳县，设立沁阳市。1996年，撤销孟县，设立孟州市。1997年，济源市归河南省直接领导。
1997年，焦作市面积6007.1平方千米，人口371.9万，市政府驻山阳区，辖解放、山阳、中站、马村4区和修武、温县、博爱、武陟4县，代管沁阳、孟州2个县级市。
2000年第五次全国人口普查，焦作市总人口3915294人；解放区273823人、中站区110995人、马村区128842人、山阳区233639人、修武县274418人、博爱县419228人、武陟县642544人、温县404621人、济源市626478人、沁阳市446404人、孟州市354302人。
2002年，焦作市辖沁阳市、孟州市两市，修武县、武陟县、温县、博爱县四县和解放区、山阳区、中站区、马村区四个城区，计116个乡（镇）办事处。
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