古代时期：
车师国属地：在汉朝时期，乌鲁木齐区域属于车师人的居住地。到了三国时期，车师后国在这一带建城，名为淤赖城，但民间将这里称作 “优美的牧场”，用蒙语说就是 “乌鲁木齐”。
唐朝轮台城：唐贞观 22 年（公元 648 年），在距今乌鲁木齐以南 10 公里处设置轮台城，即乌拉泊古城。这是当时丝绸之路新北道上唯一的收税、管理城，也是乌鲁木齐第一城。
宋元时期：元朝时，乌鲁木齐成为漠西蒙古和硕特部游牧区。元朝灭亡后，和硕特部一部分留驻当地，一部分前往青藏高原、伏尔加河流域等地。
清朝时期：
建城初始：清乾隆二十四年（1759 年），为应对与哈萨克汗的贸易需求以及加强对新疆中部的管控，清政府决定在乌鲁木齐建造城堡。最初这里只是一座仓库，后来不断发展。
迪化城的发展：1758 年，清军先于今南门外修筑一座土城。1763 年，乾隆将旧土城向北扩展，竣工时乾隆帝将扩展后的城池命名为 “迪化”，意为 “开导教化”。此后，乌鲁木齐农业、商业、手工业有较快的发展，成为 “繁华富庶，甲于关外” 的地方。
近现代时期：
新疆和平解放：1949 年，新疆和平解放。12 月 17 日，迪化市人民政府成立。
恢复原名：1954 年 2 月 1 日，迪化正式恢复使用原名乌鲁木齐。之后，乌鲁木齐不断发展，逐渐成为新疆维吾尔自治区的重要城市和政治、经济、文化中心。