先秦时期：
春秋时期，鲁昭公元年（晋平公十七年，前 541 年），晋国荀吴率兵北征，大败占据今太原一带地区的无终及赤狄别族咎如，太原地区始入于晋国版图。春秋末期，晋阳虽为晋国城邑，但实则已为赵氏占据，成为日后立国根本。
公元前 403 年，晋大夫赵籍自立为侯，即赵烈侯，初都晋阳，后迁至邯郸。至公元前 248 年秦伐赵取狼孟（今阳曲黄寨东）等三十七城之前，太原地区一直为赵国疆土。
秦汉时期：
秦庄襄王二年（赵孝成王十八年，前 248 年），秦将蒙骜攻打赵国，取榆次、狼孟等三十七城，太原地入于秦。次年，于晋阳置太原郡，为太原设郡之始。秦始皇统一六国后，太原郡为全国三十六郡之一，辖三十七县，治所晋阳。
西汉时，太原郡曾被改为韩国、代国等，后又复置太原郡。到汉武帝元鼎三年（前 114 年），仍为太原郡，辖二十一县，治所晋阳。王莽新朝时期，对太原郡的建置及地名进行了多次更改。
东汉魏晋南北朝时期：
东汉建武初，恢复西汉旧称，并州刺史部仍监察太原等九郡，州、郡治所仍设在晋阳。后又经历了太原国与太原郡的多次改置。
三国魏时，太原郡属并州，治所仍在晋阳。
西晋时期，太原郡先为太原国，后又改置为郡。西晋末年，北方民族崛起，太原地区先后被前赵、后赵等政权占据。后赵改太原郡为太原国，都晋阳。
隋唐时期：
隋朝时，太原是重要的军事和政治中心。隋文帝杨坚曾封次子杨广为晋王，镇守太原。
唐朝建立后，太原被视为 “龙兴之地”，得到了进一步的发展和重视。唐太宗李世民曾对太原进行大规模的建设和修缮，使其成为北方的重要城市。
宋元时期：
北宋时期，太原是抵御北方辽、金等政权的重要防线。宋太宗赵光义在灭北汉后，焚毁了太原城，并在汾河以东新建了太原城。
金朝统治时期，太原的经济和文化得到了一定的恢复和发展。
元朝时，太原成为中书省辖下的重要城市，是连接中原和北方草原的交通枢纽。
明清时期：
明朝时，在晋阳古城遗址上修建了明太原县城，基本保存了明、清太原县城的建筑特色，因其整体格局如同头北尾南振翅高飞的凤凰，俗称 “凤凰城”。
清朝时期，太原的商业和手工业得到了进一步的发展，成为山西省的经济中心之一。
近现代时期：
近代以来，太原成为山西省的政治、经济、文化中心。在抗日战争和解放战争时期，太原经历了多次战役，其中太原战役是解放山西全省也是解放华北的最后一战，具有重要的历史意义。
新中国成立后，太原逐渐发展成为以煤炭、钢铁、机械等重工业为主的工业城市，为国家的经济建设做出了重要贡献。