Bien que de nombreux sites préhistoriques aient été découverts sur les plateaux entourant la ville, l'occupation de la cité n'est attestée que par le cimetière alaman du Vieil Aître (fin du VIe siècle et début du VIIe siècle). Trois monnaies, frappées au nom de Nanciaco (la plus vieille mention écrite de Nancy), laissent supposer que cette dernière possédait un atelier monétaire à l'époque mérovingienne. Le château et le bourg castral apparaissent dans une charte de 1061 rédigée en faveur de l'abbaye Saint-Epvre de Toul. L'avoué de Nancy, Odelric, y représente le duc de Lorraine, Gérard Ier. Vers 1111-1115, les termes " oppidum " et " castrum " sont utilisés pour désigner Nancy.

En 1218, au cours de la guerre de succession de Champagne opposant le duc de Lorraine Thiébaut Ier à la coalition formée par l'empereur Frédéric II de Hohenstaufen, le comte de Bar Henri II et la comtesse de Champagne Blanche de Navarre, la ville est totalement incendiée. Elle sera reconstruite, agrandie et protégée principalement par Ferry III (1251-1303), qui en fera une véritable cité et la capitale d'un état.

Entre 1340 et 1370, le duc fait construire la première grande enceinte protégeant la ville. La porte de la Craffe, située au nord de la vieille ville, en est le dernier témoin.
Au siècle suivant, le duc de Bourgogne essaye à plusieurs reprises de s'emparer de Nancy. En novembre 1475, il l'enlève après un mois de siège. Neuf mois plus tard, René II (petit fils de René d'Anjou) tente de reprendre sa ville. Le 06 octobre, les troupes bourguignonnes la tenant capitulent. Charles le Téméraire y met aussitôt le siège (le 22). René II défait le duc de Bourgogne (qui y trouvera la mort) lors de la bataille de Nancy en janvier 1477.

La ville ayant souffert de ces nombreux combats, René II la rebâtit. Il érige l'église des Cordeliers (consacrée en 1487) et fait reconstruire, à côté, le palais ducal (1502-1512). A la fin du siècle (1588) la ville neuve est créée. Durant cette période, les tensions existant entre la France et l'Empire ont pour conséquence un renforcement des fortifications. Dès 1545, le duc fait appel à des ingénieurs italiens pour la construction de trois bastions.

En octobre 1632, la France intervient dans la guerre de Trente Ans (1618-1648) et ses troupes envahissent la Lorraine. Le 24 septembre 1633, Nancy est occupée. Pendant cette occupation, qui durera 64 ans, Vauban fait démanteler les fortifications, conformément au traité de Vincennes de janvier 1661, puis procède à la reconstruction de l'enceinte de la vieille ville (achevée en 1673) et termine par celle de la ville neuve six ans plus tard.

Stanislas Leszczynski, beau-père de Louis XV et duc de Lorraine depuis 1737, fait édifier la place royale, reliant les deux villes, entre 1751 et 1755. A sa mort, en 1766, le duché revient à la couronne de France. En 1871, la ville reste française et devient " la capitale de la France de l'Est ", tandis que l'Alsace (Strasbourg) et la Moselle (Metz) sont rattachées à l'Allemagne. Avec l'annexion de ces villes voisines et la naissance de ce rôle nouveau, Nancy va connaître une période de prospérité économique et culturelle.