考古发现证明，攀枝花是人类活动较早的地区；除邻近地区已发现的“元谋人”、“蝴蝶人”遗迹外，近年来，在攀枝花市内发现了距今约1.8万年—1.2万年前的回龙洞寺古人类遗址。 
　　 攀西裂谷一带地方是人类最早活动的一个区域，也是原始人群南北迁徙、东西交往的走廊。这里的人类活动，最早见于文字的有：《山海经·海内经》关于黄帝长子昌意降居若水（今雅砻江下游及其与金沙江汇合后的一段河道）)，并生帝颛顼的神话；《尚书·周书·牧誓》关于居住在这一带地方的髳、微、濮人参加武王伐纣的传说。
　　解放后，1951年在会理、德昌部分地区，建立迷易县，次年更名为米易县，隶于西康省西昌专区。1955年，西康省撤销，会理、米易及盐边等县，随西昌专区重隶四川省。市境江北西部地，初属云南省丽江专区华坪县，江南地属楚雄专区永仁县。1958年，合永胜、华坪两县为永华县，永仁县并入大姚县，市境两地亦随之改属。1961年，重新恢复华坪县及永仁县建制，市境江北西部地重隶华坪，江南地仍属永仁。这种隶属关系，一直继续至攀枝花建市之前。
　　1965年2月5日，中共中央、国务院作出《关于成立攀枝花特区人民委员会的批复》。3月20日，攀枝花特区人民委员会正式成立。4月，国务院批复四川省人民委员会的请示，同意攀枝花特区对外改称渡口市，划定区域范围总面积1411.96平方公里，地跨金沙江两岸。
　　1965年2月设市时：将云南省永仁县的仁和、大田两区的27个乡划入，设立大田区、大河区；将云南省华坪县大兴区的10个乡划入，设立玉泉区；由盖达县五、六两区四个乡和合理县红格区两个乡划入，设立金江区。以上共43个乡，后并为19个乡。1972年10月将大田、大河、玉泉、金江四区合并为郊区，另设立东区、西区两个城区。东区所辖的炳草岗是攀枝花市政治、经济、文化中心，中共攀枝花市委和市人民政府设在这里。以后，郊区又改为仁和区，并分别于1974年和1978年先后从永仁县划入两个乡，从会理县划入四个乡。
　　攀枝花市是一九六五年三月开始大规模兴建的。初划为特区，后定为省辖市。清末，宣统元年（1909年）析盐源境置盐边厅，民国二年（1913年）改盐边厅为盐边县，改会理州为会理县。今米易安宁河西，为西昌县辖地；河东为会理县辖地，同属建昌道。民国24年（1935年），盐边县、会理县、西昌县改属四川省第18行政督察区。民国28年（1939年）1月1日建西康省，三县又改属西康省第三行政督察区，改迷易巡司为迷易所。1950年渡口这一带解放，盐边县属于西康省西昌专区。迷易县是在1950年将德昌县的麻陇、龙窝区的部分及下四乡和会理县的西区组建而成的。1955年改迷易县为米易县。1955年10月撤消西康省并入四川省，盐边、米易、会理等县都属四川省西昌专区，直到建市前。今划归攀枝花市郊区的有37个乡，原属云南省的永仁县和华坪县。那时，永仁县属云南省楚雄彝族自治州，华坪县属云南省丽江地区。永仁县在1958年曾并入大姚县，1961年又分出仍为永仁县；华坪县在1958年也曾与永胜县合并为永华县，1959年10月仍分出为华坪县。
　　1987年，渡口市更名为攀枝花市，城市名因兰尖铁矿附近的攀枝花村而得名，一说村前有一棵上百年的大攀枝花树（后毁于火灾）而得名。