云南是人类的起源地之一，大约170万年前，原始时期的人类就生活在中国大地上。云南元谋人是我国历史上迄今为止所发现的最早的猿人。元谋有“人类童年摇篮”的美称。到新石器时代，居住在滇池、洱海附近的人们，已能使用石斧之类简单的生产工具，从事原始的农业生产，有些地方的人还会建造简易木结构房，并逐渐形成较大的村落。
公元前三世纪，庄足乔通过黔中郡向西南进攻，“以其众王滇，变服从其俗以长之”，建立了滇国。庄足乔等将较先进的文化和生产技术，带进了云南，促进了云南的发展，标志着云南从政治上与内地联系的开始。
公元前221年，秦始皇统一中国，在云南设置郡县，开凿了从四川宜宾至云南曲靖附近的道路，因路宽仅五尺被称“五尺道”。五尺道的开辟沟通了首都咸阳经四川与云南东部的联系，并委派官吏入滇治理，使其成为秦帝国的组成部分。
西汉元封二年(公元前109年)，汉武帝派将军郭昌率巴蜀之兵临滇，设益州郡，下属24县，郡府设在滇池县(今晋宁县);云南是其中一个县，县城设在今祥云县的云南驿。汉王朝调整了郡县，改变部落相立，不相统属的状况，带进了一些封建生产关系。这一时期青铜工具的使用，牛耕的出现进一步提高了农业耕作水平。高超的冶炼技术创造了灿烂的青铜文化，各种青铜器物品的.出土，显示了民间艺术家们的精湛技艺。大群被放牧的牛、马、绵羊和山羊与家畜猪、犬一道，标志了滇国发达的畜牧业。汉武帝还派唐蒙扩建“五尺道”，改名“西南夷道”。汉王朝还组织人力开凿博南古道，日趋频繁的商贾往来，促进了西南与东南亚各国，尤其是与缅甸、印度的国际贸易与文化交流。这就是历史上著名的汉武开滇。三国时期，现在的云南及黔西，川西南的部分地区统称为“南中”。公元225年，蜀汉丞相诸葛亮统三路大军亲征云南，他采取“不以力制，而取其心服”的政策，当进入洱海(大理一带)时，迅速平定了云南奴隶主贵族发动的叛乱，“七擒七纵”降服了当地大姓孟获，使孟获发誓永不造反。云南成为蜀汉的一部分。
东晋初年，由内地迁至云南的爨(音窜cuan)势力逐渐强大，爨琛自主为王，统治滇池地区，爨氏历统治400多年，把滇池地区称作昆川(或昆卅)，并与隋、唐王朝保持经济文化联系。
公元738年贞观时期，唐王朝扶持蒙舍诏统一“六诏”，建立以洱海为基地的“南诏国”，诏首领皮罗阁被封为“云南王”，南诏历传13王，统治200余年。南诏国时期佛教传入并逐渐兴起其重要特点是以密宗阿吒力教的形式传播，观音崇拜现象十分突出，修寺建塔之风盛行。这种情况深深地影响着南诏文化。
公元937年，段思平灭南诏建大理国，公元1117年，宋朝封大理首领为“云南节度使”，政治中心在洱海区域，以大理为都城，相传22世，共统治316年。在大理国统治期间，鄯阐城(今昆明)逐渐成了滇中最繁盛的一座城池。其间留下了著名的“孔雀胆”的故事。
公元1115年金国兴起东北，不断南下侵宋，北宋面临更大的危险。北宋1117年册封大理国王后，有人要求在大渡河以外设置城邑，以便和大理国更好的开展互市，朝廷命黎州刺史宇文常调查并提出意见。宇文常复奏朝廷：后蜀灭亡时，太祖曾划大渡河为界，说此外非吾所有，所以150年来西南无边患。现在如果要在大渡河外建立城邑，非中国之福也。这就是“宋挥玉斧”典故的出处。
公元1253年忽必烈率军征云南，破大理国，1267年封第五子忽哥赤为云南王，公元1274年忽必烈派赛典赤·赡思丁到云南。公元1276年，元朝已正式建云南行中书省为全国11个行省之一，从此“云南”正式作为省级行政区的名称，政治中心由大理迁至昆明。在经济上制定赋税，发展生产，兴修水利;在政治上，一改过去残酷屠杀的做法，代之以改善民族关系，兴办教育、安定政治形势的政策。突出的如五百里滇池，原常泛滥成灾，赛典赤征召民工，凿开海口，疏通螳螂川，使滇池水由海口经螳螂川流入金沙江通过长江汇入大海，海口使滇池水位保持平衡，既不会干枯，又免除了水患，使滇池周围皆为良田。赛典赤1280年病故于昆明后， “百姓巷哭”、“号泣震野”。今昆明市五里多小学内有赛典赤墓，历代常有人悼念。1290年首封皇长孙甘麻刺为云南梁王，是全省最高统治者，他的避暑行宫就在西山三清阁。
明朝洪武14年，朱元璋派傅友德、沐英、蓝玉三员大将攻克昆明，灭元朝梁王，平定云南，在云南建立明朝政权，统治278年。