Cách ngày nay hơn vạn năm, con người đã có mặt tại địa bàn Lào Cai.

Thời Hùng Vương dựng nước, vùng đất Lào Cai thuộc bộ Tân Hưng, là một trong 15 bộ của Nhà nước Văn Lang - là một trung tâm kinh tế chính trị lớn ở thượng nguồn sông Hồng. Đến đời Đinh, Lý, Trần, Lê có biết bao biến động về địa danh... Đến đời nhà Nguyễn, vùng đất Lào Cai chủ yếu thuộc đất của châu Thủy Vỹ, châu Văn Bàn, một phần thuộc châu Chiêu Tấn và một phần nhỏ thuộc châu Lục Yên thuộc phủ Quy Hóa. Đến thời điểm này địa danh Lào Cai chưa được hình thành.

Vùng đất thị xã Lào Cai ngày nay xưa kia có một khu chợ, dần dần người ta mở mang thêm một phố chợ. Vì thế phố chợ đầu tiên này theo tiếng địa phương được gọi là Lão Nhai (tức Phố Cũ). Sau này người ta mở thêm một phố chợ khác gọi là Tân Nhai (Phố Mới ngày nay). Theo cố giáo sư Đào Duy Anh, từ Lão Nhai được biến âm thành Lao Cai và được gọi một thời gian khá dài. Khi làm bản đồ, người Pháp viết Lao Cai thành Lào Kay. Danh từ Lào Kay đã được người Pháp sử dụng trong các văn bản và con dấu. Nhưng trong giao tiếp và dân gian người ta vẫn gọi là Lao Cai. Sau ngày tỉnh Lao Cai được giải phóng (11-1950), đã thống nhất gọi là Lào Cai cho đến ngày nay. Sau khi đánh chiếm Lào Cai (3 -1886) và khi hoàn thành công cuộc bình định quân sự, thực dân Pháp cai quản địa hạt Lào Cai theo chế độ quân sự. Ngày 7/01/1899, đạo quan binh IV được thành lập bao gồm Tiểu quân khu Yên Bái và Tiểu quân khu Lào Cai. Lào Cai là đạo lỵ, thủ phủ của đạo quan binh IV. Để dễ bề kiểm soát và tiến hành khai thác bóc lột, thực dân Pháp đã chia lại khu vực hành chính và thay đổi chế độ cai trị. Ngày 12/7/1907, toàn quyền Đông Dương ra nghị định bãi bỏ đạo quan binh IV Lào Cai, chuyển từ chế độ quân quản sang chế độ cai trị dân sự, thành lập tỉnh Lào Cai. Từ đây địa danh tỉnh Lào Cai được xác định trên bản đồ Việt Nam.

Trải qua những biến động thăng trầm của lịch sử, địa lý Lào Cai cũng có nhiều thay đổi. Về địa danh hành chính,qua nhiều lần tách nhập:

- Thành lập tỉnh dân sự Lào Cai (12/7/1907), phần đất của châu Thủy Vỹ bên hữu ngạn sông Hồng sáp nhập vào Chiêu Tấn, vẫn lấy tên là châu Thủy Vỹ. Từ đó địa danh Chiêu Tấn không còn. Phần đất của châu Thủy Vỹ bên tả ngạn sông Hồng được tách ra lập thành châu Bảo Thắng. Tỉnh Lào Cai gồm hai châu Thủy Vỹ, Bảo Thắng và các đại lý Mường Khương, Phong Thổ, Bát Xát, Bắc Hà (Pa Kha) và thị xã Lào Cai, trong đó có 855 làng bản, 6.812 hộ, 39.099 nhân khẩu, với 11 dân tộc chủ yếu: Hmông, Dao, Tày, Giáy... trong đó người H'mông chiếm 26,56%, Dao 22,41%, Tày, Giáy 20,77%, Kinh 4,52%, Nùng 7,33%, Thái 9,25%, U Ní 2,48%, Hoa Kiều 4,44%, còn lại là các dân tộc khác. - Sau khi tỉnh Lào Cai được giải phóng lần thứ nhất, Lào Cai được chia thành 8 huyện: Bắc Hà, Mường Khương, Bản Lầu, Bảo Thắng, Sa Pa, Bát Xát, Phong Thổ và thị xã Lào Cai.

- Ngày 7/5/1955, khu tự trị Thái Mèo được thành lập, huyện Phong Thổ của tỉnh Lào Cai chuyển sang khu tự trị Thái Mèo, sau này thuộc tỉnh Lai Châu.

- Ngày 27/3/1975, tại kỳ họp thứ 2 Quốc hội khóa V đã nghị quyết hợp nhất ba tỉnh Lào Cai, Yên Bái, Nghĩa Lộ thành tỉnh mới lấy tên là Hoàng Liên Sơn.

- Ngày 17/4/1979, Hội đồng Chính phủ ra quyết định hợp nhất thị xã Lào Cai và Cam Đường thành thị xã Lào Cai trực thuộc tỉnh Hoàng Liên Sơn.

- Ngày 12/8/1991 kỳ họp thứ 9 Quốc hội khóa VIII ra Nghị quyết chia tỉnh Hoàng Liên Sơn thành hai tỉnh Yên Bái và Lào Cai.

- Ngày 01/10/1991 tỉnh Lào Cai được tái lập, trên cơ sở vùng đất Lào Cai (cũ) và bổ sung thêm ba huyện: Bảo Yên, Văn Bàn (thuộc Yên Bái cũ), Than Uyên (thuộc Nghĩa Lộ cũ) bao gồm 8 huyện, hai thị xã.

- Ngày 9/6/1992, Hội đồng Bộ trưởng quyết định tách thị xã Lào Cai thành hai thị xã Lào Cai và Cam Đường.

- Ngày 30/12/2000, huyện Bắc Hà được tách thành hai huyện Si Ma Cai và Bắc Hà.

- Ngày 31/01/2002, Thủ tướng Chính phủ ban hành Nghị định sáp nhập thị xã Lào Cai và thị xã Cam Đường thành thị xã tỉnh lỵ Lào Cai.

- Ngày 1/01/2004, huyện Than Uyên được tách ra thuộc tỉnh Lai Châu (mới).

- Ngày 30/11/2004, Thủ tướng Chính phủ ban hành Nghị định số 195/2004/NĐ-CP về việc thành lập thành phố Lào Cai thuộc tỉnh Lào Cai, gồm thành phố Lào Cai và 8 huyện: Bảo Thắng, Bảo Yên, Bắc Hà, Si Ma Cai, Mường Khương, Sa Pa, Bát Xát, Văn Bàn.