春秋戰國時期，嶺南稱百越之地，桂林屬百越的一部分。隋唐時屬嶺南桂州總管府。宋時，前屬廣南西路桂州，后屬靜江府。清代沿明舊制，桂林仍是廣西全省的政治、文化中心。民國時屬廣西省，民國歷史上長期為廣西省會。1949年11月22日桂林解放，為廣西省轄市。1958年改稱廣西壯族自治區桂林市。

截至2023年12月31日，桂林市轄臨桂、秀峰、疊彩、象山、七星、雁山6個區，陽朔、靈川、全州、興安、永福、灌陽、資源、平樂8個縣，龍勝各族自治縣、恭城瑤族自治縣2個自治縣及荔浦市。