秦为长沙郡。汉代长沙为诸侯国的都城。唐代和宋代为潭州长沙郡治，元代为天临路治，明代改为长沙府治，清康熙三年（公元1664年）为湖南省治，民国十一年（1922年）定为湖南省省会。民国廿二年（1933年）成立长沙市。1949年8月5日长沙和平解放。为湖南省辖市，湖南省人民政府驻地。
1959年原属湘潭专区的长沙县划归长沙市领导。湘潭专区的望城县撤销，并入长沙县。1977年恢复望城县（驻高塘岭），由长沙市领导。1993年1月16日，民政部批准（民行批[1993]6号）撤销浏阳县，设立浏阳市。1996年2月15日，民政部批准（民行批[1996]20号）长沙县人民政府驻地由长沙市市区迁至该县星沙镇。
1996年4月22日，国务院批准（国函[1996]29号）撤销长沙市东区、西区、南区、北区、郊区，设立长沙市岳麓区、芙蓉区、天心区、开福区、雨花区。（1）岳麓区辖原西区的麓山路、银盘岭、桔子洲、望月村4个街道办事处，原郊区的岳麓山、望岳2个乡和望城县的天顶乡，区人民政府驻银盘路89号；（2）芙蓉区辖原东区的韭菜园、府后街、五里牌、浏正街、文艺路、解放路、都正街、朝阳街、人民路9个街道办事处，原郊区的马王堆、东岸2个乡和火星镇，区人民政府驻韭菜园路62号；（3）天心区辖原南区的裕南街、金盘岭、城南路、书院路4个街道办事处，原西区的坡子街、学院路2个街道办事处和原郊区的大托乡，区人民政府驻樟树园9号；（4）开福区辖原北区的望麓园、伍家岭、新河、清水塘、北站路、黑石渡、民主东路、上大垅8个街道办事处，原西区的西长街、如意街、通泰街3个街道办事处，原郊区的安福乡和长沙县的捞刀河镇及望城县的霞凝乡，区人民政府驻蔡锷北路393号；（5）雨花区辖原南区的左家塘、候家塘、井湾子、圭塘、南大路5个街道办事处，原郊区的的黎托、洞井、雨花亭3个乡，区人民政府驻人民路4号。
1996年6月19日，《长沙市人民政府关于调整市辖区行政区划的通知》： 一、撤销市辖东区、南区、西区、北区、郊区，设立芙蓉区、天心区、岳麓区、开福区、雨花区。 二、相应调整5个市辖区之间的行政区域范围。行政区划调整后，各区的行政区域及四至范围是： ①芙蓉区：辖原东区韭菜园、府后街、五里牌、浏正街、文艺路、解放路、都正街、朝阳街、人民路9个街道办事处，原郊区马王堆（不含五一、火焰、友谊、高桥4个村）、东岸2个乡和火星镇。区人民政府驻韭菜园路62号。行政区域四至范围：东面以东岸乡与长沙县星沙镇、朗梨镇乡界为界；南面以原东区与南区界沿人民路至花桥及浏阳河为界，与雨花区接壤；西面以黄兴路为界；北面以中山路、八一路、迎宾路、湘湖渔场、马王堆乡、东岸乡与综合农场乡（场）界为界，与开福区毗邻。 ②天心区：辖原南区裕南街、金盆岭、城南路、书院路、南大路和原西区坡子街、学院街7个街道办事处，原郊区大托乡和雨花亭乡的石人、新开、渔场3个村。区人民政府驻劳动路樟树园9号。行政区域四至范围：东面以芙蓉路（识字岭起）至新中路、韶山路、中意路至洞井乡与大托乡乡界为界，与雨花区接壤；南面以大托乡与长沙县暮云镇乡界为界；西面以湘江主河道中心线为界；北面以人民路（识字岭起）原东区与南区界至黄兴路、五一广场至沿江大道为界，与芙蓉区、开福区毗邻。 ③岳麓区：辖原西区麓山南路、银盆岭、桔子洲、望月村4个街道办事处，原郊区岳麓山、望岳2个乡和望城县天顶乡。区人民政府驻银盆南路89号。行政区域四至范围：东面以湘江主河道中心线为界；南面以望城县坪塘镇、九江乡与市区县界为界；西面以望城县雷锋镇、黄金乡与市区县界为界；北面以望城县星城镇与市区县界为界。 ④开福区：辖原北区望麓园、伍家岭、新河、清水塘、北站路、黑石渡、民主东街、上大垅和原西区西长街、如意街、通泰街11个街道办事处，原郊区福安乡、长沙县捞刀河镇（含原沙坪乡）、望城县霞凝乡。区人民政府驻蔡锷北路393号。行政区域四至范围：东面以综合农场、捞刀河镇与长沙县星沙镇、安沙镇乡界为界；南面以五一西路至黄兴路、中山路、八一路、迎宾路、综合农场与湘湖渔场、马王堆乡、东岸乡乡界为界，与芙蓉区、天心区接壤；西面以湘江主河道中心线为界；北面以霞凝乡与望城县丁字镇、捞刀河镇与长沙县北山乡乡界为界。 ⑤雨花区：辖原南区左家塘、候家塘、井湾子、圭搪4个街道办事处，原郊区黎托、洞井、雨花亭3个乡（不含石人、新开、渔场3个村）和马王堆乡的五一、火焰、友谊、高桥4个村。区人民政府驻人民路4号。行政区域四至范围：东面以黎托乡与长沙县聚梨镇、黄兴镇、跳马乡乡界为界；南面以洞井乡与长沙县跳马乡、暮云镇乡界为界，西面以芙蓉路（识字岭起）至新中路、韶山路、中意路至洞井乡与大托乡乡界为界，与天心区接壤；北面以人民路（识字岭起）至花桥及浏阳河为界，与芙蓉区毗邻。 三、原郊区管辖的农、林、牧、渔场，分别划归各区管辖。芙蓉区辖原郊区湘湖渔场、国营东屯渡农场；天心区辖原郊区畜牧农场、园艺示范繁殖场；岳麓区辖原郊区西湖渔场、岳麓渔场、养鹿场、东方红农场；开福区辖原郊区国营综合农场、红色渔场。
2000年第五次全国人口普查，长沙市总人口6138719人；芙蓉区390074天人，心区396827人，岳麓区409939人，开福区423645人，雨花区502388人，长沙县774707人，望城县686349人，宁乡县1247218人，浏阳市1307572人。
2001年10月10日，国务院（国函[2001]131号）批准，将长沙市人民政府驻地由芙蓉区潘正街迁至岳麓区岳麓大道。2005年末，长沙市辖5个市辖区、3个县，代管1个县级市；全市共有55个街道、80个镇、34个乡。2007年末，全市常住总人口652.92万人，户籍总人口637.36万人。
2008年，湖南省民政厅（湘民行发[2008]3号）批准：将望城县含浦、坪塘、莲花3个镇成建制划归岳麓区管辖，3个镇的行政建制、人口、面积、所辖村（居）委会个数、政府驻地均不变。行政区划调整后，岳麓区总面积475.02平方千米，总人口56.27万人，辖10个街道、4个镇、1个乡。湖南省民政厅（湘民行发[2008] 8号）批准：将长沙县?梨镇韶光社区居委会划归芙蓉区东岸乡管辖。行政区划调整后，芙蓉区东岸乡和长沙县?梨镇的行政区域面积、人口、所辖社区居委会个数，相应增加和核减0.178平方千米（267.63亩）、0.19万人、1个社区居委会，人民政府驻地均不变。湖南省民政厅（湘民行发[2008]9号）批准：将望城县雨敞坪镇成建制划归长沙市岳麓区管辖。行政区划调整后，岳麓区总面积552.02平方千米，总人口59.72万人，辖10个街道、5个镇、1个乡。
2011年，撤销望城县，设立长沙市望城区，以原望城县行政区域为新设长沙市望城区行政区域。2015年1月14日，长沙市政府下发通知，将长沙县的暮云街道、南托街道正式划入长沙市天心区，长沙县的跳马镇正式划入长沙市雨花区。
2014年末，长沙市共有94个街道、80个镇、14个乡。芙蓉区辖13个街道。天心区12个街道。岳麓区16个街道、3个镇。开福区16个街道、1个镇。雨花区12个街道。望城区10个街道、10个镇、1个乡。长沙县7个街道、17个镇。宁乡县4个街道、22个镇、7个乡。浏阳市4个街道、27个镇、6个乡。
2015年，湖南省民政厅批复同意：将长沙县跳马镇调入到长沙市雨花区（湘民行发[2015]1号）；将长沙县暮云街道、南托街道调入到长沙市天心区（湘民行发[2015]2号）。调整行政区划后，雨花区辖12个街道、1个镇，总面积304.9平方千米，总人口76.47万人；天心区辖14个街道，总面积141.05平方千米，人口60.46万人；长沙县辖5个街道、16个镇，总面积1749.9平方千米，总人口65.1万人。