สมัยโบราณสงขลาเป็นชุมชนประมงบนคาบสมุทรสทิงพระ ต่อมาพ่อค้าชาวตะวันตกใช้เป็นท่าเรือขนส่งสินค้า ชุมชนจึงขยายตัวเป็นเมืองท่าสำคัญที่ปรากฏในประวัติศาสตร์ว่า "Singora (ซิงกอรา)" โดยชื่อนี้สามารถสันนิษฐานได้หลายแบบ โดยข้อสันนิษฐานที่เด่นชัดที่สุด คือ เมืองสงขลาในสมัยก่อนมีชื่อว่า สิงขร เมื่อพ่อค้าชาวตะวันตกเข้ามาจึงได้มีการเรียกตามสำเนียงฝรั่ง และเพื้ยนมาเป็นสงขลาในปัจจุบัน

สมัยกรุงศรีอยุธยา สมเด็จพระนารายณ์มหาราชได้ส่งกองทัพมาทำลายเมืองอย่างราบคาบ จึงได้มีการย้ายตัวเมืองไปยังฝั่งแหลมสน (ปัจจุบันอยู่ที่บ้านบ่อเตย อำเภอสิงหนคร) ส่วนเจ้าเมืองก็จะเป็นชาวพื้นเมืองบ้าง ชาวจีนบ้าง ตามยุคสมัยนั้นๆ ในสมัยพระบาทสมเด็จพระนั่งเกล้าเจ้าอยู่หัวแห่งกรุงรัตนโกสินทร์ เมืองสงขลามีฐานะเป็นเมืองประเทศราชของอาณาจักรสยาม พระบาทสมเด็จพระนั่งเกล้าเจ้าอยู่หัวโปรดให้สร้างเมืองใหญ่ขึ้นใหม่ที่ฝั่งบ่อยาง (ที่ตั้งปัจจุบัน) ใช้เวลาสร้างเมืองนานถึง 10 ปี พระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว เสด็จมาพำนักอยู่ถึง 2 ครั้ง

ในปี พ.ศ. 2439 สงขลาเป็นที่ตั้งของที่ว่าการมณฑลนครศรีธรรมราช ปี พ.ศ. 2463 สถาปนาเป็นสุขาภิบาลเมืองสงขลา ปี พ.ศ. 2478 ยกฐานะขึ้นเมืองเทศบาลเมืองสงขลา และในปี พ.ศ. 2542 ได้มีพระราชกฤษฎีกา เปลี่ยนแปลงฐานะเทศบาลเมืองสงขลาเป็นเทศบาลนครสงขลา (ราชกิจจานุเบกษา เล่ม 116 ตอน 110 ก. วันที่ 10 พฤศจิกายน 2542) และก่อตั้งเป็นเทศบาลนครสงขลา เมื่อวันที่ 11 พฤศจิกายน 2542