隋開皇九年(589)廢錢唐郡，置杭州，初治余杭。

《太平寰宇記》卷九十三載:“(州)在余杭縣，蓋因其縣以立名。”為杭州一名之始。

次年移州治于錢唐縣。

大業三年(607)改杭州為余杭郡。

唐武德四年(621)復置杭州，為避國號諱，改錢唐縣為錢塘縣。

天寶元年(742)又改余杭郡。

乾元元年(758)再改杭州。

五代為吳越都城，稱西府。

梁龍德二年(922)分錢塘置錢江縣，兩縣同城并為州治。

龍德三年(923)，建都杭州。

北宋太平興國四年（979）改錢江縣為仁和縣，杭州為兩浙路治所。

南宋高宗建炎三年（1129），升杭州為臨安府，紹興八年（1138），正式定都臨安。

元至元十四年(1277)，改臨安府為杭州。

至元十五年(1278)改杭州路。

至元二十一年(1285)始為江浙行省治所；至正二十六年(1366)朱元璋改杭州府，為浙江布政使司治所。

清為浙江行省及杭嘉湖道治所。

民國初廢府置錢塘道，并錢塘、仁和為杭縣，錢塘道尹行政公署駐杭縣并為浙江省會。

1927年廢道，劃杭縣所屬城區等地設省轄杭州市。

1949年仍為省轄市和省會。

1958年原屬寧波專區蕭山縣、建德專區的富陽縣劃入。

1960年原屬嘉興專區的臨安縣、金華專區的桐廬縣劃入。

1963年原屬金華專區建德、淳安2縣劃入。

1969年初，撤銷西湖區。

原西湖區的南山、北山、西溪街道分別劃歸上城、下城、拱墅區管轄。

以原西湖區7個公社和靈隱街道、拱墅區3個公社、江干區5個公社和筧橋鎮，建立杭州市郊區。

1972年，恢復西湖區建制，將原西湖區所轄4個街道和西湖公社分別從杭州市郊區和上城、下城、拱墅區劃回。

1977年，撤銷杭州市郊區，將原轄古蕩、留下、袁浦等10個公社劃歸西湖區管轄。

1978年8月建立半山區。

1985年底，杭州市共轄上城、下城、江干、拱墅、西湖、半山6區和余杭、蕭山、富陽、桐廬、臨安、建德、淳安7個縣。

1987年11月后，蕭山、建德、余杭、富陽、臨安先后撤縣改市。

1990年，半山區并入拱墅區。

1996年12月，設立濱江區，下轄西興、長河、浦沿三鎮。

2001年3月，蕭山、余杭撤市改區。

2014年12月富陽撤市設區。

2016年10月1日，杭州市人民政府駐地由拱墅區環城北路318號遷至江干區解放東路18號。

2017年8月，臨安撤市設區。

2021年3月，杭州市部分行政區劃調整：撤銷上城區、下城區、江干區、拱墅區、余杭區，設立新的上城區、拱墅區、余杭區及臨平區、錢塘區。