先秦时期，柳州属百越之地，有西瓯、骆越等百越分支。
公元前219年，秦始皇命屠雎为统帅，发兵五十万，开始进行长期的秦攻百越之战，与译吁宋、桀骏率领的西瓯军
遭遇第一次战争付出惨重代价，屠雎身亡。灵渠修通后，发动第二次战争，于公元前214年最终统一岭南，设置桂林郡、南海郡、象郡，柳州地域属桂林郡，但秦政权对地方控制力并不强。
秦朝灭亡后，公元前204年，秦将领南海郡尉赵佗击并桂林郡、象郡，建立南越国。柳州地域属南越国。
汉元鼎六年（公元前111年）冬，汉朝将领路博德平定南越国，在岭南设置南海、苍梧、郁林、合浦、交趾、九真、日南、儋耳、朱崖等9郡，柳州地域设置潭中县，属郁林郡，为柳州建城之始。县城址位处今柳州市鱼峰区驾鹤山附近。潭中以地处潭水（今融江、柳江、黔江）中游得名，辖及柳江、柳城、鹿寨、象州、融水、来宾等县地。地方主要由当地人管辖，土司制度一直延续到明清“改土归流”时期，柳州九头山汉墓为这一时期代表。
新朝（公元9—23年），改郁林郡为郁平郡，潭中县为中潭县，县隶属关系不变。
东汉（公元25—220年），复郁林、潭中名称。
三国孙吴凤凰三年（274年） ，从郁林郡分出桂林郡（治所武安县即今象州县境），潭中县属桂林郡。
晋太康三年（282年）潭中县从县治所升为桂林郡治所。
南朝宋，潭中县隶属依旧。
南朝齐（479—502年），桂林郡治所迁武熙县（今象州县），潭中县仍属之。南朝齐建元二年(公元480年)从潭中县分置齐熙郡，隶广州，同时置辖齐熙县，郡、县均治今融水苗族自治县县城，辖及今融水等县地。
南朝梁大同六年（540年） 十二月，潭中县属始安郡（治今桂林市），后属马平郡，潭中县为马平郡治所。
南朝陈（557—589年）潭中县隶属依旧。
隋开皇十一年（591年），潭中县改名桂林县，属象州，州、县治均设于今象州县。同年又析桂林县置马平县，县治所设于今柳州市柳北区雀儿山附近“双山”。大业元年（605年），撤象州，马平县属桂州。大业三年（607年），桂州改称始安郡，马平县属之。
唐武德四年（621年），置昆州，马平县为昆州治所，后昆州又改为南昆州，属岭南道。贞观八年（634年）以州境内柳江更名为柳州。天宝元年（742年），改名为龙城郡。乾元元年（758年），龙城郡复名为柳州，并沿用至今。柳州城址位于今柳州市城中区东南滨江一带。
柳州始置时领马平、新平、文安、贺水、阳德等5个县。同年，改阳德县为循德县，改文安县为乐沙县。武德八年(公元625年)，柳州析出贺水县改隶澄州。贞观七年(公元633年)，柳州废省乐沙县(治所在今柳江县白沙)入新平县，并划辖原隶龙州之龙城县。贞观十二年(公元638年)，柳州废省新平县(旧治在今柳州市南)入马平县。乾封二年(公元667年)，柳州增置辖洛封县，并将循德县析出划归严州。次年，柳州增辖原属桂州的象县。天授二年(公元691年)，柳州增划辖原隶严州之洛容县。元和十三年(公元818年)，柳州洛封县更名洛曹县。故唐末柳州辖马平、龙城、象、洛曹、洛容等5个县。辖及今柳州、柳江、鹿寨、柳城、宜州等市县地。
五代时期，柳州先属楚，后周时属南汉，建制依旧。
宋朝时期，柳州属广南西路，咸淳元年(公元1265年)，移治柳城，即今柳城县旧柳城。柳州初领马平、龙城、象、洛曹、洛容等5个县。淳化元年(公元990年)，析出洛曹改隶宜州。嘉韦占四年(公元1059年)，省象县入洛容县。宋末实辖柳城、马平、洛容等3个县。辖及今柳州市及其柳江、柳城、鹿寨等县地。
元朝时期，至元十三年(公元1276年)，柳州设安抚司，隶属广西道宣抚司。次年，广西道宣抚司改为广西道宣慰司，上隶同年置的潭州行中书省。至元十六年(公元1279年)，柳州改为柳州路，置总管府。治柳城。始终领辖柳城、马平、洛容等3个县，辖及今柳州市及其柳江、柳城和柳州地区的鹿寨等县地。至元十八年(公元1281年)，潭州行中书省改为湖广行中书省，广西道宣慰司随之改隶。元贞元年(公元1295年)，广西道宣慰司又改为广西两江道宣慰司。至正二十三年(公元1363年)，广西两江道宣慰司又改为广西等处行中书省。
明朝时期，明洪武元年（1368年），柳州更名柳州府，府官署从柳城迁回马平县，马平县从宋代以前的州治所上升为府治所，柳州府直辖马平、洛容、柳城、怀远、来宾、融、罗城等县以及象、宾等州，其中，象州又领武宣县，宾州又领迁江、上林等县。柳州府隶属广西广西等处承宣布政使司。
清朝时期，柳州府隶属广西省，初领马平、洛容、柳城、罗城、怀远、融、来宾、武宣、上林、迁江等10个县以及宾、象等2个州。雍正三年(公元1725年)，柳州府析出宾州直隶广西省，并析出武宣、来宾、上林、迁江等4个县改隶宾州。雍正十二年(公元1734年)，柳州府复划辖原隶宾州之来宾县。故
柳州府实辖马平、雒容、罗城、柳城、怀远、融县、来宾等7个县和象州。辖及今柳州市区、三江、融安、融水、鹿寨、象州、来宾和罗城等县(自治县)地。
民国2年(1913年)2月，国民政府公布《划一现行各省地方行政官厅组织令》，各省一律裁府与州、厅，省下设道，改行省、道、县三级，由道领县。6月，设置柳江道，柳江道治马平，辖马平、怀远、宜山、安化、象、河池、雒容、罗城、柳城、来宾、迁江、天河、融、思恩等14个县，南丹1个土州，忻城1个土县，永顺正、永顺副、永定等3个长官司。
民国16年，废道，各县由省直辖。
民国19年(1930年)9月，广西省政府公布《修正广西民团组织暂行条例》。鉴于是年省局混乱，广西独创民团制度，设置民团区，柳州民团区辖马平、柳城、融县、三江、中渡、榴江、雒容、象县、来宾等9个县。
民国20年(1931年)1月1日，马平县改名为柳州县。
民国23年(1934年)3月10日，广西全省在原桂林、平乐、梧州、柳州、南宁、百色、天保、龙州等8个民团区，划设8个行政监督区。柳州行政监督区治宜山，辖柳州、柳城、融县、三江、中渡、榴江、雒容、来宾、象县、河池、南丹、天河、罗城、忻城、东兰、思恩、宜北、宜山等18个县。11月，柳州行政监督区析出来宾县、象县分别改属南宁行政监督区和梧州行政监督区管辖。
民国25年11月，柳州行政监督区析出宜山、东兰、河池、南丹、思恩、忻城、宜北、天河等8个县，改属庆远行政监督区管辖。同时增辖原属桂林行政监督区之百寿县，并迁治柳州。次年9月，柳州行政监督区之柳州县易名为柳江县。至民国29年3月，柳州行政监督区计辖柳江、柳城、融县、三江、罗城、中渡、榴江、雒容、百寿等9个县。
民国29年(1940年)4月由柳州行政监督区改设的第四行政督察区，治柳江。初辖柳江、柳城、融县、三江、罗城、中渡、榴江、雒容、百寿等9个县。
民国31年(1942年)3月，第四区改为第二区，合并增辖民国29年4月由庆远行政监督区改置的第七行政督察区及其忻城、宜山、河池、南丹、思恩、宜北、天河、天峨等8个县，还划辖第五区之象县、来宾、迁江等3个县，并析出原第四区的百寿县直隶广西省政府，析出原第七区的东兰县划归第五区管辖。同年7月，第二区又增设瑶山金秀设治局。
民国36年，第二区裁撤瑶山金秀设治局。次年10月，第二区析出宜山、罗城、天河、思恩、宜北、河池、南丹、天峨等8个县改属第十区，同时，增辖原属第三区之武宣县。
民国38年7月，第二区又析出武宣、来宾、象县等3个县改属第十三区，析出融县、三江等2个县改属第十五区。至是年9月止，第二区实辖柳江、柳城、中渡、榴江、雒容、迁江、忻城等7个县。
1949年12月19日，柳州市人民政府成立，为柳州专区辖市，柳州市、柳江县、柳城县、雒容县、榴江县、中渡县、融县、三江县属柳州专区。
1950年升格为省辖市，设立第一区、第二区和第三区。
1952年8月11日，融县更名融水县；撤销雒容、中渡、榴江等3个县，合并设立鹿寨县。
1953年4月23日撤消柳州专区，撤销三江县，设立三江侗族自治区(县级)，设立大苗山苗族自治区(县级)，治融水镇；融水县更名融安县，并迁治今融安县长安镇。柳江县、柳城县、融安县、大苗山苗族自治区、三江侗族自治区改属桂西壮族自治区宜山专区（1956年3月2日至1957年12月20日为宜山地区）；鹿寨县改属桂林专区。
1955年9月18日，大苗山苗族自治区更名为大苗山苗族自治县，三江侗族自治区更名三江侗族自治县。
1957年12月20日，柳江县、柳城县、融安县、大苗山苗族自治县、三江侗族自治县改属宜山专区，桂西壮族自治区撤消。
1958年7月19日，柳江县、柳城县、融安县、大苗山苗族自治县、三江侗族自治县改属柳州专区。同月，广西壮族自治区人民政府备案，柳州市改属柳州专区行署统一领导，但市人民委员会的政权机构不变，仍为专署一级组织。
1958年7月25日，鹿寨县改属柳州专区。
1960年，柳州市撤区，设立城中、雀儿山、鱼峰、南站、柳南、红旗等公社。
1961年11月25日，柳州市改由自治区直辖。
1966年4月8日，大苗山苗族自治县更名为融水苗族自治县。
1967年，柳州市设立郊区。
1969年，柳州市建立鱼峰区和城中区。
1971年，柳江县、柳城县、融安县、鹿寨县、融水苗族自治县、三江侗族自治县改属柳州地区。
1972年，柳州市鱼峰区、城中区合并为城区。
1974年，撤销柳州市城区。
1979年3月5日，设立柳州市柳北、鱼峰、城中、柳南、鹅山等5个区。同时，撤销柳州市郊区。同年9月11日，撤销柳州市鹅山区，其行政区域并入柳南区。同年10月8日，柳州市划辖原属柳州地区的柳江县、柳城县。
1984年6月23日，柳州市设立市郊区(县级)。
2002年9月，撤消柳州市郊区。
2002年12月28日，撤消柳州地区成立地级来宾市，原属柳州地区的鹿寨县、融安县、融水苗族自治县、三江侗族自治县划归柳州市管辖。
2016年3月，撤销柳江县，设立柳州市柳江区。