上古为东夷昊族(太昊、少昊族裔)建立的有仍氏部落方国，夏相失国后，少康母有仍氏生少康于此，少康中兴后，约公元前2000年夏少康时，封此地为任国，史称“夏后氏之任国”。
商为任、薛、奄等国地。西周、春秋大部属鲁、局部属薛。秦置薛郡，治鲁县(今曲阜)。秦称任城县。
西汉为鲁国;又析原薛郡西部地入东平国与山阳郡，市境西部分置之。东汉析东平国置任城国，治任城(今济宁东南仲家浅)。三国魏、晋因之。北魏徙任城县治今济宁。北齐徙任城郡治鲁县，徙高平郡治任城县。
隋二郡俱废，改置鲁郡，治瑕丘(今兖州)。唐武德五年(公元622年)改郡为兖州。五代后周广顺二年(952年)析兖州、郓州置济州，治巨野。任城县属济州。北宋仍之。金朝天德二年(1150年)迁济州治所于任城。后或在任城或在巨野几经变迁，终因任城地势高亢可防水患，遂得安宁，而于元朝至正八年(1348年)路治徙定治于此，是为“济宁”正式得名之由来。明洪武元年(1368年)改济宁路为府，仍治任城。后降济宁府为州，任城遂废名入济宁州。清雍正二年(1724年)改为直隶州，领三县直属山东省。
1913年济宁州废为济宁县，属岱南道(次年更名济宁道)。
1913年改直隶州为济宁县，先后属岱南道、济宁道等，至抗战胜利后，属第二督察专员公署。
1925年属兖济道，为道治所。1928年废道属省。
1936年属第一行政督察区，专署驻此。
1938年济宁沦陷，属伪山东省公署鲁西道，专署驻此。
1940年属伪山东省公署兖济道，专署驻此。
1946年1月济宁第一次解放，以城区和郊区划为济宁市。同年9月被国民党军队占领，又复为县。
1948年7月重获解放，仍称济宁市。
1949年分属于鲁中南行署的尼山、台枣两个专区。
1950年行署撤销后，尼山、台枣两专区合并为滕县专区。
1950年降为县级市，属滕县专区。1953年专署迁济宁市，改称济宁专区。
1953年滕县专区与湖西专区合并，改为济宁专区，辖十四个县市。
1958年曾与菏泽合并。
1959年济宁、菏泽两个专区又在原来的基础上分开。
1961年峄县改为枣庄市，归省直属。
1967年更名济宁地区。
1978年又将滕县划归枣庄市。
1983年10月济宁地区撤销，济宁市升为省辖地级市，撤济宁县置市郊区，原济宁市改为市中区;撤销济宁县，将其辖区并入济宁市。济宁地区的兖州、曲阜、邹县、嘉祥、金乡、鱼台、微山等7个县划归济宁市;原济宁地区的汶上、泗水2县划归泰安地区。
1985年3月22日，国务院批准将汶上县、泗水县归还济宁市管辖。
1986年6月，经国务院批准，撤销曲阜县，设立曲阜市。
1989年12月2日，国务院批准将菏泽地区的梁山县划归济宁市管辖。
1990年1月1日，嘉祥县的核桃园乡划归巨野县管辖。
1992年3月1日，撤销兖州县，设立兖州市。
1992年10月4日，撤销邹县，设立邹城市。
1992年5月，批准设立济宁市省级高新区。
1993年12月14日，济宁市郊区更名为济宁市任城区。
1996年，市区两级政府又投资5000余万元，加强北湖的基础设施建设，环湖内堤全部砌石，修筑了12公里的环湖公路，修筑加固了8个湖心岛，开挖10余条航道，新设了“芦苇荡迷宫”等一批新景点，完成了环湖以及通向湖心岛的电力、邮电通讯工程。第二期“旅游度假区”、“运河文化景观”等即将开工。
2008年2月，批准设立济宁北湖新区，规划总面积约97平方公里，辖区面积57平方公里，下辖1个街办、28个村居、近4万人，赋予“特区特管、先行先试”的权力。
2008年9月，调整两区行政区划：以洸河路为界，东起琵琶山路，沿洸河路西至环城西路，沿金城街道与古槐街道边界及金城街道与济阳街道边界至太白楼西路西至梁济运河。此线以南划归市中区，此线以北划归任城区。
2010年7月，调整部分乡镇行政区划。
2011年，济宁高新区升级为国家高新技术产业开发区。
2011年9月，北湖景区正式向公众免费开放。
2011年9月，调整部分乡镇行政区划。
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