La historia de Ciudad de México se remonta al año 10000 a.C. Se cree que en torno al lago de Texcoco, que en esos años cubría gran parte del Valle de México, había asentamientos de poblados con animales. Aproximadamente en el año 7500 a. C. los habitantes de esta zona cambiaron la caza por la agricultura, ya que el lago se fue secando. Alrededor del año 200 a.C. junto al lago vivían varios poblados. Unos cien años más tarde una erupción volcánica acabó con el poblado más grande. A unos 25 kilómetros del lago se localizaba otro de los asentamientos más destacados, Teotihuacan. La antigua capital de este imperio, que llegó a extenderse más allá de Guatemala, desapareció misteriosamente en el siglo VII. El imperio Tolteca se asentó a 65 kilómetros al norte de la actual capital mexicana. Tula fue la ciudad-estado más poderosa de la región. Este dominio terminó en el siglo XIII, dejando numerosas aldeas alrededor del lago de Texcoco.

Tras la conquista española, la capital azteca de Tenochtitlán fue reconstruida como una ciudad española. Cuentan que la población del Valle de México descendió drásticamente durante el siglo de conquista. En el año 1550 la capital de Nueva España era una hermosa ciudad con calles rectas y anchas, hospitales, escuelas, parques y palacios e iglesias levantadas en su mayoría con una piedra volcánica roja que antiguamente habían usado los aztecas en sus templos. La destrucción de los canales aztecas a principios del siglo XVI provocó a finales del siglo XIX graves inundaciones para la población. Tal era la frecuencia con la que se desbordaba el lago del Valle de México, que miles de vecinos tuvieron que  abandonar sus casas, debido a la aparición de enfermedades contagiosas y al deterioro de los edificios.
Uno de los episodios históricos más famosos de Ciudad de México tuvo lugar el 30 de octubre de 1810, cuando unos 80.000 rebeldes independentistas tomaron la capital mexicana tras derrotar al ejército español. La independencia de México no se produciría hasta once años más tarde ya que el líder Miguel Hidalgo no atacó la ciudad.
Porfirio Díaz, que estuvo en el poder de 1877 a 1911, atrajo a la capital mexicana importantes inversiones extranjeras, la industria se desarrollo y construyó una amplia red ferroviaria que llegaba hasta EE UU. La población de Ciudad de México crecía  a un gran ritmo y en 1910 ya tenía 471.000 habitantes. En los años siguientes la  expansión de la ciudad continuó gracias a la ayuda de un canal de drenaje y de un túnel que secaron casi todo el lago Texcoco. A esta etapa política le siguió la Revolución Mexicana, que trajo hambre y conflictos. Diego Rivera, David Alfaro Siqueiros, José Clemente Orozco y otros jóvenes artistas mexicanos en la década de los años 20 fueron elegidos para decorar los edificios públicos con inmensos murales dramáticos que escenificaran el pasado y el futuro próspero del país. Ciudad de México en el año 1940 contaba con 1,7 millones de habitantes. Durante los años setenta la capital mexicana siguió creciendo a un ritmo desproporcionado. Este aumento de la población se vio reflejado en el aumento del Distrito Federal. Ciudad de México es, hoy en día, el eje comercial, financiero y cultural de todo el país. En 1997 se decidió conceder a la capital autonomía política y este mismo año, por primera vez en la historia, se convocaron elecciones para elegir alcalde. El líder del Partido de la Revolución Democrática (PRD), Cuauhtémoc Cárdenas, ganó los comicios y puso en marcha un gobierno que intentó poner en marchas reformas sociales y administrativas. En 1999 Cárdenas renunció a la alcaldía para presentarse a las elecciones presidenciales. En los últimos años en la capital mexicana se han realizado grandes reformas urbanísticas y han aumentado notablemente las infraestructuras.