遠古時代（約2—4萬年前），通化地域已有人類生存。
通化縣大安鎮(zhèn)舊石器時代洞穴遺址，發(fā)現(xiàn)大量的古生物化石、骨器，如尖狀器、刮削器等遺物和人類用火遺跡，均證明這里是舊石器時代人類生活居住的遺址。
新石器時代（約5—6千年前），通化市渾江兩岸已有新石器時代的古人類，在漁獵稼穡，繁衍生息。
隨著歷史的發(fā)展，通化地方的古人類經(jīng)過長期相互影響，逐漸形成了華夏、肅慎、濊貊三大語族先世居住的地方。
西周初，通化為肅慎之南界，宣王時，在“肅慎、燕、毫吾北土”的“北土”境內(nèi)封韓侯，主領(lǐng)當(dāng)?shù)貪桴雒褡濉?/p>
通化為韓侯領(lǐng)地。
韓侯失國后，被商朝王族箕子建立的“箕子朝鮮”所統(tǒng)治的侯國并入，箕子侯國為周王朝冊封的諸侯國，通化為周的領(lǐng)地。
東周（公元前770—前256年）時，通化為燕國遼東郡屬地，坐落在二道江區(qū)“北面是懸崖峭壁，下臨渾江，東為樺樹河渡口，南是樺樹河，西是龍山山脈，面積約5萬平方米的樺樹河口古城遺址”。
據(jù)考古專家依據(jù)出土文物測定，系戰(zhàn)國至兩漢時期的建筑。
以王八脖子遺址為代表的青銅文化，反映了這一時期通化地域的文化風(fēng)貌。
秦初，通化屬遼東郡，秦統(tǒng)一中國后，燕人衛(wèi)滿亡命長白山以西，廣收燕、齊、趙國躲避戰(zhàn)亂的流民，建立“衛(wèi)氏朝鮮”，通化屬其轄境。
西漢元封三年（前108年），在遼東地區(qū)設(shè)玄菟郡，統(tǒng)高句麗、上殷臺、西蓋馬三縣。
通化為幽州刺史部玄菟郡上殷臺縣。
今通化市江北治安山城古遺址和通化縣的赤板松古城遺址，皆為這一時期的重要歷史遺存。
建昭二年（前37年），扶余貴族朱蒙（鄒牟）率卒攻占玄菟郡高句麗縣，更國號為高句麗。
初期都城為紇升骨城（今遼寧省本溪市桓仁滿族自治縣五女山城）。
元始三年（3年），遷都國內(nèi)，筑尉那巖城。
渾江流域是高句麗民族及其早期文化的核心發(fā)祥地。
東漢建武八年（32年），高句麗遣使奉獻，要求臣屬玄菟郡，是漢王朝郡國，通化為其控制之地。
中平六年（189年），遼東太守公孫康自立為遼東侯，領(lǐng)遼東、玄菟等五郡。
建安十四年（209年），公孫康擊高句麗，破其城，通化為公孫氏政權(quán)控制之地。
三國時期，黃初元年（220年），公孫康臣服于魏，歷三世約50年，通化為其轄地。
景初二年（238年），司馬懿率兵斬公孫淵，通化遂入魏之版圖。
正始五年（244年），因高句麗數(shù)次騷亂，叛服無常，幽州刺史母丘儉率步騎軍萬人征討。
大戰(zhàn)于梁口（今通化縣大泉源滿族朝鮮族鄉(xiāng)江口村），母丘儉陷丸都山城，并刻石碑留念。
現(xiàn)石碑存遼寧省博物館，自此通化復(fù)魏之管轄。
晉泰始十年（274年），置平州轄遼東、玄菟、帶方諸郡，通化仍屬玄菟郡。
永嘉之亂后，北方先后出現(xiàn)少數(shù)民族割據(jù)的地方政權(quán)，通化曾為前燕、后燕之地域。
坐落柳河縣境內(nèi)的羅通山城，據(jù)考古專家依據(jù)出土文物推測，大約于此時期建筑。
東晉之后，高句麗臣屬中原各王朝。
北魏始光四年（425年），高句麗遷都平壤。
此時居住在長白山北部的肅慎族逐漸強大，建立勿吉國。
通化地區(qū)北部為勿吉屬地，南部為高句麗屬地。
隋朝，通化隸屬關(guān)系不變。
唐貞觀十八年（644年），太宗以討弒逆、拯漢民、復(fù)舊疆、防后憂為由，詔諭天下伐高句麗。
總章元年（668年），滅高句麗政權(quán)。
唐于遼東故地及高句麗舊壤設(shè)安東都護府，通化為河北道安東都護府哥勿州都督府管轄。
光天二年（713年），唐冊封大祚榮為渤�？ね酰源烁麨椴澈�。
通化屬渤海國西京鴨綠府正州，正州治所即今通化市境內(nèi)。
契丹天顯元年（926年），契丹滅渤海，更名東丹國，通化屬之。
遼開泰六年（1017年），通化為東京道遼陽府正州所轄。
金時，金太祖滅遼，通化屬金之東京路婆速府管轄。
金天興三年（1234年），蒙古軍陷金，東北全境為之管轄。
通化屬沈陽路。
元中統(tǒng)二年（1261年），于遼東設(shè)“總管高麗、女真、漢軍萬戶府”通化屬之。
通化縣大都嶺鎮(zhèn)出土了元朝左衛(wèi)阿速親軍千戶所印。
至元二十四年（1287年），置遼陽行省，通化屬遼陽行省遼陽路婆娑府。
明永樂七年（1409年），又增設(shè)奴爾干都司，下設(shè)衛(wèi)、所，此時女真人不斷南徒，通化為女真人主要集居地區(qū)，通化屬奴爾干都司建州衛(wèi)。
萬歷四十四年（1616年），建州衛(wèi)都僉事努爾哈赤稱汗，建立金（后金）政權(quán)，以赫圖阿拉（今遼寧省撫順市新賓滿族自治縣赫圖阿拉老城）為都，通化地區(qū)為清王朝入關(guān)前的重要基地。
清順治三年（1646年），清定都北京，在東北前后設(shè)置盛京、吉林、黑龍江將軍，統(tǒng)帥官兵分地管轄，鎮(zhèn)守邊陲。
順治十四年（1657年），置奉天府，通化為奉天府管轄。
光緒三年（1877年），通化市設(shè)治，始稱“通化”。
光緒二十八年（1902年），析置臨江縣（今吉林省白山市全域）、輯安縣（今吉林省通化市集安市）、柳河縣3縣。
民國二年（1913年），劃歸奉天東邊道。
民國二十年（1931年），為偽通化省省會。
抗日戰(zhàn)爭中，楊靖宇率領(lǐng)率領(lǐng)東北人民革命軍第一軍獨立師來到通化創(chuàng)建抗日根據(jù)地。
民國二十六年（1937年），屬通化省。
民國三十一年（1942年），析通化縣通化街置通化市，屬通化省。
民國三十四年（1945年），為偽滿洲國首都。
民國三十七年（1948年），市、縣分治，屬安東省。
1949年，屬遼東省。
1954年，設(shè)通化專區(qū)，專署駐通化市。
原遼東省所屬通化（駐通化市）、柳河、海龍、輝南（駐朝陽鎮(zhèn)）、靖宇、撫松、長白、臨江、輯安等9縣劃歸通化專區(qū)。
1956年，原由省直轄的東豐縣劃歸通化專區(qū)。
轄10縣。
1958年，原由省直轄的通化市劃歸通化專署領(lǐng)導(dǎo)。
將東豐縣劃歸四平專區(qū)。
撤銷長白縣，設(shè)立長白朝鮮族自治縣。
海龍縣遷駐梅河口鎮(zhèn)。
通化專區(qū)轄1市、8縣、1自治縣。
1960年，撤銷通化縣，并入通化市；撤銷臨江縣，改設(shè)渾江市（駐八道江鎮(zhèn)）。
通化專區(qū)轄2市、6縣、1自治縣。
1962年，恢復(fù)通化縣（駐通化市）。
通化專區(qū)轄2市、7縣、1自治縣。
1965年，輯安縣改名為集安縣（駐集安鎮(zhèn)）。
1970年，通化專區(qū)改稱通化地區(qū)，地區(qū)駐通化市。
轄通化、渾江（駐八道江鎮(zhèn)）2市及通化（駐通化市）、撫松、柳河、海龍（駐梅河口鎮(zhèn)）、輝南（駐朝陽鎮(zhèn)）、集安、靖宇等7縣和長白朝鮮族自治縣。
1971年，通化縣遷駐快大茂鎮(zhèn)。
通化地區(qū)轄2市、7縣、1自治縣。
1985年，撤銷通化地區(qū)，實行市管縣體制。
通化市升格為地級市，并將通化地區(qū)的通化、集安2縣劃歸通化市管轄。
渾江市升格為地級市，并將通化地區(qū)的撫松、靖宇2縣和長白朝鮮族自治縣劃歸渾江市管轄。
撤銷海龍縣，設(shè)立梅河口市（地級），以原海龍縣的行政區(qū)域為梅河口市的行政區(qū)域，并將通化地區(qū)的輝南、柳河2縣劃歸梅河口市管轄。
1985年，梅河口市改為縣級市，將輝南、柳河2縣劃歸通化市管轄。
2023年11月1日，通化市人民政府與中國聯(lián)通吉林省分公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議。