在吉林省的历史上，长期是汉、满、蒙古等各民族活动和聚居的地域。吉林的东南部和辽东同属于华夏族传统聚居地。远古时期的燕国、秦朝、两汉均曾在此地设立过行政机构；大约在4000年前（周）活动在长白山北部一带以射猎为主的肃慎部族（汉称挹娄，隋唐称靺鞨，皆系满族前身）是本地区的最最原始居民。唐代时粟末靺鞨建渤海国，渤海国主体大致以吉林省为中心，包括黑龙江省南部和朝鲜半岛北部的部分地区。宋代时又建金国（女真）。北宋时建立了辽国,灭渤海国，势力达于省境东部。明以后，满族经济活动则有畜牧、采集、狩猎、捕鱼及农业等多种生产。省境西部，古称鲜卑、契丹、鞑靼，均为蒙古族同系,以游牧为主。

13世纪初，在中国北方崛起了一个伟大的民族——蒙古族，统一这个民族的杰出人物孛儿只斤·铁木真（1162-1227），尊号“成吉思汗”。世界史上杰出的政治家、军事家。于金泰和六年（1206）春天建国称帝，此后多次发动对外征服战争，征服地域西达中亚、东欧的黑海海滨。1265年10月，元世祖忽必烈追尊成吉思汗庙号为太祖。1266年10月，太庙建成，制尊谥庙号，元世祖追尊成吉思汗谥号为圣武皇帝。1271年，忽必烈建立元朝，将国号“大蒙古国”改为“大元”（1271-1368），前后共97年。

元朝结束了自唐灭亡以来长达370年的大分裂时期，使中国再次实现了大统一。1309年12月，元武宗海山加上尊谥法天启运，庙号太祖。从此之后，成吉思汗的谥号变为法天启运圣武皇帝（成吉思汗意为“拥有海洋四方的大酋长”）。

元代大致分为三个时期，即初期、中期和后期。从元世祖忽必烈到成宗铁木耳是初期，这期间，采用汉族法律，初创了政治、经济和文化各项制度，呈现出向前发展的态势。从武宗海山到泰定帝也孙铁木耳是元代的中期，元代走向了衰落，社会矛盾日益激化，皇权斗争也日趋激烈，各地起义不断爆发。其间的《英宗新政》也只是昙花一现，无法从根本上挽救元代的衰败之势，后来新政失败，英宗也死于非命。从明宗到顺帝是元代的后期，即元代末期，元末农民战争的爆发加速了它的灭亡。朱元璋参加了农民起义，后来成为起义领袖，逐渐扫平诸雄，重新建立了自己的王朝——明，元朝则退出了历史舞台。这时期各民族间的经济与文化交流得到了更大发展，随后开始以惊人的速度征服世界，奠定了我国疆域的雏形。就在蒙古汗国不断壮大的时候，统治中国北方的金朝却在摇摇欲坠。

由于金朝统治者欺压其他民族，激起了北方各民族的反抗。金大安三年（1211），契丹人耶律留歌在隆安（今吉林省农安）、韩州（今吉林省梨树）等地掀起了抗金斗争，并向蒙古汗国表示臣服，于是成吉思汗派大军进入东北地区，在耶律留哥的帮助下大败金军。蒙古军队开始进入今天的吉林西北地区。致使当时，今天的吉林省中部、东部大多为普鲜万奴的东夏政权所控制。

到天兴二年（1233）蒙古军队攻下了东夏南京（今吉林省龙井市城子山山城），东夏政权灭亡，蒙古军队统一了吉林地区。元朝对今吉林地区的管辖机构，属路一级的主要有辽阳省治下的泰宁路、开元路等。泰宁路是辽阳省治下的一个州，辖区包括今天吉林省西部的洮南、白城地区。至明末，吉林省仍为人烟稀少，山林茂密，草原丰美的地区。

清初1676年，宁古塔将军移驻吉林，其所辖范围包括现今省境中东部、黑龙江省东南部及乌苏里江以东、黑龙江以北广大地域。尽管清顺治年间颁发了《招垦令》，鼓励华北农民到东北地区开垦，但至乾隆五年（1740）却颁布了《流民归还令》，实行了“封禁”政策。在此期间，长白山区划为清室采参与狩猎地，吉林省的东丰、梅河口、辉南、磐石一带为皇室围场，从今松花江畔的法特起经长春至今辽宁省开原筑起了柳条边墙；以西为蒙古族的牧地，禁止越境。但是，此时清政府的“封禁”政策并未能阻止为生活所迫的华北大批汉族农民流入吉林中部一带，并逐步向北、向东、向西扩展。

1791年，蒙古王公也开始在长春一带“招民开垦”。在农垦区内出现了酿酒等手工业和小的集镇，东部鸭绿江和图们江流域也有不少汉族和朝鲜族移入，从事农业、伐木和采集。嘉庆八年（1803）废止禁令,光绪四年（1878）吉林又设置垦务局,大事垦殖，经济面貌大为改观，并逐步形成东部的农林地区，中部的农业地区和西部农牧地区的阶梯差异特点，此时已经逐步形成了吉林、长春两个经济区，为了把两个经济区连接起来，清政府计划修筑自（长春）头道沟至永吉（今吉林）的吉-长铁路（吉长铁路长127公里。1910年6月开工，1912年10月竣工）。清光绪三十三年（1907）五月，吉林省正式建制，省会设在今吉林市，辖区跨今吉、黑两省大部分地区，下设吉长、滨江（哈尔滨）、依兰（三姓）、延吉四道，一直延续到中华民国时期。

据史料记载：20世纪初开始在吉林辖区内修建铁路。1903年-1929年修通了中东铁路南满支线、吉长、四洮、吉敦、天图、沈吉等线；在日伪时期修通了长图、长白、牡图、拉滨、白阿、梅辑、鸭临等线。这些铁路的建成，改变了以吉林为中心的官马驿站交通系统和区域联系方向。1907年3月、1908年7月中日先后签订了《新奉吉长铁路协约》《新奉吉长铁路借款续约》《吉长铁路借款细目合同》，中国政府向日本满铁借款215万日元，从1909年开始恢复修筑吉长铁路工程（工程东端位于吉林城，西端位于长春城外）。1912年10月，全路开始营运。为适应铁路运输需要，清政府在长春伊通河东岸修建了吉长火车站（今长春东站），占地100公顷。

由此可见，吉林省自古以来就是个多氏族、部落和部族活动的地区。省内除汉族以外，原住民族主要有两大族系：一为肃慎族系，其后为挹娄、勿吉、靺鞨、女真、满族，主要居于东部；源自肃慎的扶余族及其分支高句丽，扶余居西北部，高句丽居南部；二为东胡族系，有乌桓、鲜卑、契丹、室韦、蒙古等族，主要居于西部地区。战国和秦代时，东北设辽西、辽东等郡，吉林为西郡的塞外之地。汉武帝时在今通化、浑江、集安一带设玄菟郡，珲春一带设苍海郡。唐统一东北以后设府、州行政区，前郭、长岭以东为渤海都督府，以北为室韦都督府，以西为松莫都督府，南部为安东都护府。

据考证：唐代中期，在吉林东、中部地区设京、府、州。辽代时，吉林的东部属东京道、西部属上京道。金代时，吉林的中、东部属上京路；四平属咸平路；白城西部属临潢府路；通化、集安、浑江等地属东京路。

元代时，吉林农安以东为开元路，珲春一带设奚关总管府，延吉一带设南京万户府，磐石一带设斡磐千护所，农安设开元千户所；农安以西属中书省泰宁路；南部通化、浑江市各县属辽阳路东宁府。明灭元后，在东北南部设辽东都指挥使司。1409年增设奴尔干都指挥使司，管理黑龙江、乌苏里江流域广大地区，下设卫、所，吉林境内有70余卫。到了清前期，设将军辖区，所辖区域为：东到日本海，南至图们江、鸭绿江，北临鄂霍次克海，西接黑龙江、通辽市。当时的吉林省区域一直延伸至海岸线，毗邻日本海，包括今天吉林省的东部、黑龙江省东部、俄罗斯滨海边疆区和哈巴罗夫斯克边疆区南部。

其实，吉林市早于康熙十二年（1673）就已经建城，时称吉林乌拉（“吉林乌拉”满语意为沿江之城），在清王朝省区面积中占列第六七位。后来在光绪三十三年（1907）设吉林省，吉林省建省亦因省府设在吉林而得名。1912年，改吉林巡抚为都督；1913年废都督设民政长，全省分4道、37县。

1931年九一八事变后，建立了伪满洲国，长春市为伪首都，定名为“新京特别市”。1945年，日本投降后，国民政府曾将东北地区划分为九个省份，分别为辽宁省、安东省、辽北省、吉林省、松江省、合江省、黑龙江省、嫩江省、兴安省，即把原来的东北三省的每一个省分成了三个省（安东省、辽北省原为辽宁省的一部分；松江省、合江省原为吉林省的一部分；嫩江省、兴安省原为黑龙江省的一部分），当时确定的吉林省辖区有省会吉林市，辖2市18县1旗，而境内哈尔滨市系直辖市，直隶于行政院。吉林省的省辖市有吉林市、长春市；县治有永吉、长春、伊通、农安、舒兰、桦甸、磐石、双阳、德惠、扶余、双城、五常、榆树、敦化、蛟河、千安、九台、怀德县；盟旗主要有郭尔罗斯旗。

1949年4月，人民政府接管后，重新规划了东北行政区，保留了吉林省。同时，合江省撤销并入松江省，将东北九省调整为：黑龙江、吉林、松江、辽宁、辽西五省，吉林省为东北5省之一，省政府设在吉林市。1954年6月，中央政府决定松江省撤销并入黑龙江省；设立吉林、辽宁、黑龙江为东北三省，从此，吉林省省会迁至长春市，沿置至今。