商末（公元前十二世纪）周太王长子泰伯为让王位偕弟仲雍，东奔江南，定居梅里（今无锡梅村），筑城立国，自号“勾吴”，开创了吴国历史。西汉高祖五年（公元前202年）始置无锡县，治今无锡城区，属会稽郡；武帝元封元年（公元前110年）为无锡侯国；征和四年（公元前89年）复为县，属吴郡。王莽时（公元9年）改名为有锡县，东汉光武间（公元25年）复无锡县。三国时，孙吴废无锡县，分无锡县以西为屯田，置毗陵典农校尉。西晋太康二年（281年）复置无锡县，属毗陵郡。元元贞元年（1295年）升无锡县为无锡州，属江浙等处行中书省常州路。
明洪武二年（1369年）复为无锡县，属常州府。清雍正四年（1726年，一说雍正二年）析置金匮县，二县同城而治，属常州。宣统三年（公元1911年），无锡光复，锡金军政分府成立于原金匮县属，辖原无锡、金匮两县。1911年5月，撤销锡金军政分府，锡、金两县合并恢复无锡县。1914年属苏常道，1927年直属江苏省。1934—1937年为无锡行政督察区（一度改为第二区）专员公署驻地。抗日战争期间，无锡四乡先后建立中共领导的锡北、锡东、太湖、武南、澄西等抗日民主政权。
1949年4月23日无锡解放后，析无锡县城、郊地置无锡市（后武进县马迹山地区划入），市县同城，无锡市直属苏南人民行政公署，为苏南行署驻地。1953年1月1日，无锡市为江苏省辖市，下设第一至第八共8个区。1956年第一至第五区分别改名为崇安、工运、南长、西新、北塘区，撤销第六、七、八区，合并设立郊区。1958年6月基本形成了四区格局，即崇安、南长、北塘3个城区和1个郊区（另一说：1959年撤销工运区、西新区、郊区）。1958年8月25日，苏州专区的无锡县划归无锡市领导。1960年设立太湖区。1962年无锡县改属苏州专区。1963年太湖区更名为郊区。1968年崇安区更名为崇武区，1978年复名崇安区。
1983年3月1日实行市管县体制，苏州地区的江阴县、无锡县和镇江地区的宜兴县划归无锡市领导，市区辖崇安、南长、北塘、郊区4个市辖区，无锡市共辖3县4区。1987年4月江阴撤县改市。1988年初在马山镇包括马圩地区设立马山区。1988年3月宜兴撤县改市。1995年撤销无锡县改设锡山市。2000年末撤销锡山市，改设为无锡市锡山、惠山2区；撤销马山区，将其原有行政区域与原锡山市的9个镇并入无锡市郊区，同时郊区更名为滨湖区。
2010年11月15日，无锡市政府迁至滨湖区新金匮路1号。2015年10月13日，国务院（国函[2015]184号）批复同意撤销崇安区、南长区、北塘区，设立梁溪区；设立无锡市新吴区，将锡山区的鸿山街道和滨湖区的江溪、旺庄、硕放、梅村、新安街道划归新吴区管辖。
1994年调整市区行政区划：将无锡县坊前镇所辖的金桥、群星、同心、春丰、春潮五个村，新安镇所辖的西宅、过家桥、宅基、金华、旭明、高浪度、东裕七个村，梅村镇所辖的荆协、荆同、香一、齐心、高田、北张、联心7个村划出合并设立金梅乡，金梅乡和无锡县的硕放镇、胡埭镇划归无锡市郊区管辖。1995年6月，撤销无锡县，以其原辖区域设立锡山市。2000年第五次全国人口普查，无锡市总人口5086586人；其中：崇安区176580人、南长区214407人、北塘区190124人、郊区812270人、马山区32385人、江阴市1315472人、宜兴市1164275人、锡山市1181673人。
2000年12月，经国务院批准，撤销锡山市，设立无锡市锡山区和惠山区。锡山区辖原县级锡山市的东亭、东北塘、八士、张泾、东湖塘、港下、羊尖、安镇、查桥、厚桥、荡口、甘露、鸿声、后宅14个镇。区人民政府驻东亭镇；惠山区辖原县级锡山市的洛社、玉祁、前洲、西漳、堰桥、长安、石塘湾、钱桥、藕塘、杨市、阳山、陆区12个镇。区人民政府驻洛社镇。撤销马山区，将原马山区的行政区划和原县级锡山市的坊前、梅村、新安、华庄、东绛、雪浪、南泉、硕放、胡埭9个镇并入无锡市郊区；将无锡市郊区更名为滨湖区。区人民政府驻河埒镇。无锡市共辖2县（市）6区。
2002年1月30日，市政府《关于调整部分行政管理范围的通知》（锡政发[2002]26号）：根据江苏省人民政府的批复，市人民政府决定，滨湖区南站镇、坊前镇、梅村镇的行政管理归属无锡市新区管理委员会；滨湖区中桥街道、芦庄街道的行政管理归属南长区；滨湖区刘潭街道的行政管理归属北塘区。同日，市政府《关于调整部分市辖区行政区划的通知》（锡政发[2002]27号）：根据江苏省人民政府的批复，滨湖区新安镇的周泾村、华光村划归旺庄镇管辖；滨湖区广益镇划归崇安区管辖；滨湖区扬名镇划归南长区管辖；滨湖区黄巷镇、山北镇划归北塘区管辖。5月，滨湖区华庄镇与新安镇合并建立华庄镇。9月，惠山区长安镇、西漳镇、堰桥镇合并设立堰桥镇。至2002年底，无锡市辖崇安、南长、北塘、锡山、惠山、滨湖、新区7个区，江阴、宜兴2个县级市。全市共有91个镇、30个街道，495个居委会、1325个村委会。
2003年，无锡市调整部分行政区划。惠山区政府驻地由洛社镇迁至堰桥镇。滨湖区东绛镇与雪浪镇合并设立太湖镇，镇政府驻方桥。锡山区安镇镇与厚桥镇合并设立安镇镇，镇政府驻安镇；鸿声镇与后宅镇合并设立鸿山镇，镇政府驻后宅。江阴市山观镇与澄江镇合并设立澄江镇，镇政府驻澄江；马镇镇、璜塘镇、峭岐镇合并设立霞客镇，镇政府驻璜塘；北镇与顾山镇合并设立顾山镇，镇政府驻顾山。2004年末，全市总人口447.19万人。
2007年，无锡市总面积4787.61平方千米（市辖区1622.64平方千米，其中建成区面积190平方千米）。总人口461.7万人。辖6个市辖区，代管2个县级市，即崇安区、南长区、北塘区、锡山区、惠山区、滨湖区、江阴市、宜兴市，共有43个镇、38个街道，681个行政村、631个（社区）居委会。市政府驻崇安区解放南路。2010年，无锡市政府迁驻滨湖区新金匮路1号。
2010年11月15日，无锡市人民政府迁至滨湖区新金匮路1号（为无锡自建县2000多年以来县、市治所首次迁出原无锡县城）。
2011年末，无锡市总面积4627.47平方千米，总人口4679632人，辖崇安、南长、北塘、锡山、惠山、滨湖6区和江阴、宜兴2县级市。共有51个街道、32个镇，共有675个社区（其中95个村居合一）、578个行政村。其中，市区面积1643.88平方千米，人口2394734人，辖41个街道、7个镇，共有474个社区（其中78个村居合一）、136个行政村。市政府驻新金匮路1号。
2015年10月13日，《国务院关于同意江苏省调整无锡市部分行政区划的批复》（国函[2015]184号）：一、同意撤销无锡市崇安区、南长区、北塘区，设立无锡市梁溪区，以原崇安区、南长区、北塘区的行政区域为梁溪区的行政区域，梁溪区人民政府驻崇安寺街道解放南路688号。二、同意设立无锡市新吴区，将无锡市锡山区的鸿山街道和滨湖区的江溪、旺庄、硕放、梅村、新安街道划归新吴区管辖，以鸿山、江溪、旺庄、硕放、梅村、新安6个街道的行政区域为新吴区的行政区域，新吴区人民政府驻新安街道和风路28号。