張家界歷史悠久，早在新時器石代，其境內澧水兩岸就有人類活動了。

商周時期地屬荊楚，春秋戰國為楚之黔中地。

公元前221年秦始皇設置郡縣，張家界一帶屬黔中郡慈姑縣，縣治在慈利縣官塔坪（今蔣家坪鄉太平村）。

西漢高祖五年（公元前202年），分黔中郡為武陵郡，析慈姑縣為孱陵縣、充縣（今桑植縣、永定區、武陵源區和慈利三官寺及湖北鶴峰等地）和零陽縣。

三國時期，吳永安六年（公元263年），適逢嵩梁山裂，千仞石壁洞開一門，吳王孫休以為吉祥，遂改嵩梁山為天門山，同時分武陵郡西北部置天門郡（郡治在張家界永定區），析充縣增置婁中縣（縣治在今慈利三官寺鄉）。

西晉太康四年（公元283年）廢充縣、改置臨澧縣。

南北朝時期，南朝宋明帝泰始三年（公元467年），武陵、天門郡屬荊州。

西魏恭帝二年（公元555年），罷天門郡置澧州。北周建德四年（公元575年），廢婁中、臨澧兩縣置崇義縣，又新置北衡州。

隋文帝開皇十八年（公元598年），改北衡州為崇州，更零陽縣為慈利縣，與崇義縣同隸于崇州。隋煬帝大業二年（公元606年）廢崇州，改澧州為澧陽郡，轄六縣：澧陽、石門、孱陵、安鄉、崇義、慈利。

唐武德四年（公元621年）置澧州澧陽郡，統轄六縣，慈利與崇義縣（今永定、武陵源區與桑植縣）歸其所轄。

五代時期（公元907—960年），今張家界全境屬楚國管轄。

宋太祖乾德元年（公元963年），今張家界全境屬澧州澧陽郡，曰慈利縣，在今桑植縣設安福寨，在今永定區大庸所設武口寨，在武陵源區設索口寨。

元至元十四年（公元1277年），改置澧州路總管府，所轄四縣（慈利是其中之一，既今張家界市全境），并在今永定區茅岡置茅岡都元帥府。元成宗元貞元年（公元1295年）升慈利縣為慈姑州，復名慈利州，轄四縣，轄今張家界全境。元順帝至正二十四年（公元1364年）改澧州路為澧陽府，轄四縣，罷安定、柿溪兩州。

明洪武二年（公元1369年），降慈利州為大庸縣，隸屬于澧州府。洪武九年（公元1376年），遷慈利屬常德府。洪武十二年（公元1379年）遷永順羊山衛城于大庸溪之陽，更名為大庸衛。洪武二十二年（公元1389年），改大庸衛為永定衛。洪武二十三年，在慈利九溪設九溪衛，兩衛皆屬湖廣都使司。

清雍正八年（公元1730年），桑植與茅岡土司相繼改土歸流，升澧州為直轄州，轄安鄉、安福、石門、慈利等四縣，同時廢永定、九溪兩衛，新設安?？h（轄今永定區、武陵源區與桑植縣區域）。雍正十三年（公元1735年）割原九溪衛麻寮所并入溶美司，置鶴峰州，屬湖北省宜昌府；割安福所與桑植司地置桑植縣，屬永順府。分慈利十、十一、十二、十三都及八、九、十四都的一部分地方及永順部分地方和原茅岡司地方置永定縣，隸屬澧州。

民國五年（公元1916年）大庸、桑植、慈利縣屬辰沅道。民國十一年（公元1922年）大庸、慈利、桑植三縣直屬省轄。民國二十三年（公元1934年）11月24日，賀龍、任弼時、肖克、關向應等，領導紅軍二、六軍團解放大庸縣，建立中華蘇維埃湘、鄂、川、黔革命委員會。民國二十四年（公元1935年）紅軍長征，湖南省建湘西綏靖處，管轄慈利、大庸、桑植、臨澧、石門、澧縣等6個縣，專員辦事處設在慈利縣。

民國二十七年至三十八年（公元1938年至1949年），湖南全省調整為10個行政督察區，大庸與桑植屬第八督察區，專員辦事處設在永順；慈利縣屬第四督察區，專員辦事處設在常德。

1988年至1990年（農歷已巳年至辛未年）經國務院批準，成立大庸地級市，轄慈利、桑植兩縣和永定、武陵源兩區。1994年4月4日，經國務院批準，大庸市更名為張家界市，仍管轄永定、武陵源兩區和慈利、桑植兩縣不變。

1949年解放后至1988年，慈利縣屬常德專區；大庸、桑植兩縣1949年10月至1952年8月屬永順專區，后劃歸湘西苗族自治區，1957年9月屬湘西土家族苗族自治州。

1985年5月24日，國務院批準設立大庸縣級市。1988年5月18日，經國務院批準設立大庸地級市，轄永定、武陵源兩區和慈利、桑植兩縣。1994年4月4日，經國務院批準，大庸市更名為張家界市。因境內有張家界國家森林公園而得名。