Els vestigis més antics que s'han trobat a Granollers tenen una antiguitat de més de 4.000 anys, encara que les troballes arqueològiques més importants són les de la necròpolis de Can Trullàs, de l'època romana. Fins l'any 944 no apareixerà la primera referència del topònim Granollers, citat com a Granularios Subteriore.
A partir de l'any 1040 ja s'esmenta el mercat granollerí.
Durant els segles XIII, XIV i XV, l'Església, el senyor feudal de la Roca i la Corona es disputen el territori de Granollers. Aquesta continua situació de bescanvi va fer que els granollerins recaptessin 10.000 florins que van posar en mans del rei Alfons IV perquè comprés la vila i la incorporés definitivament a la Corona. Des d'aquest moment, Alfons IV declarava la vila com a carrer de Barcelona (1418).
Durant deu anys, entre 1462-1472, es va produir una guerra civil que enfrontava la monarquia de Joan II i la Generalitat. La vila de Granollers, sota el domini dels senyors de Pinós, va prendre partit per la Generalitat. Durant aquest conflicte (1466) va morir a Granollers el Conestable de Portugal, candidat a la Corona catalanoaragonesa. Tot i que Granollers va prendre posició contra Joan II, en acabar la guerra el monarca va atorgar els privilegis que ja havia donat el rei Alfons IV, el 1418.
El segle XV encara havia de dur més conflictes a Granollers, a causa de la Segona Guerra Remença.
Segle XVI, segle d'or
L'estabilitat del segle XVI, l'augment demogràfic i la prosperitat del mercat consolidaren el desenvolupament de Granollers exemplificat amb la construcció d'importants edificis com la nova església parroquial gòtica de Sant Esteve, sobre la romànica del segle XI; el desaparegut Convent dels Caputxins; l'església de Sant Francesc o la Porxada. Altres aspectes d'aquest segle d'or, tal com qualificà el metge i historiador Alfred Canal el segle XVI, són la gran activitat del Consell o Universitat o la construcció de noves capelles sobre les muralles. Aquesta prosperitat es va truncar de nou per la lluita durant la Guerra dels Segadors en la qual va intervenir el síndic granollerí Joan Domènec.
Durant la Guerra del Francès (1808-1814), Granollers es va oposar a l'ocupació napoleònica i va ser seu de la Junta del Partit del Vallès. El conflicte de la tercera carlinada (1875) va ser el que va afectar més la vila. 3.000 carlins van assaltar Granollers i van segrestar l'alcalde i trenta-tres persones més que van ser alliberats previ pagament d'un rescat.
Noves vies de comunicació i ampliació del terme municipal
A mitjan segle XIX l'activitat econòmica de la capital del Vallès Oriental va anar evolucionant a partir del desenvolupament de les vies de comunicació i va esdevenir gradualment més industrial i comercial que agrícola. La inauguració del nou traçat de la carretera de Barcelona a Vic (1848) i l'arribada de les dues línies de tren (1854 i 1876) van ser-ne les causes principals. A principis del segle XX, s'incorporen a Granollers el Lledoner (1922), segregat de les Franqueses del Vallès i el municipi de Palou (1928). D'aquesta forma, la ciutat consolidava la configuració longitudinal amb l'actual carretera com a eix principal.
Durant la Segona República, la ciutat va viure un procés de canvi social i polític general, amb alguns esdeveniments especials com els Fets d'Octubre de 1934.
Guerra i postguerra
La Guerra Civil (1936-1939) també es va patir amb molta duresa: hi ha haver quatre bombardejos de l'aviació italogermana, el primer dels quals, el 31 de maig de 1938, va causar centenars de ferits, morts i molts estralls. Un dels fets més destacats de la postguerra és la celebració de la primera Fira de l'Ascensió el 1943, i que amb els anys depassarà l'àmbit local. Són anys de mancances i de recessió econòmica i no és fins al 1952 que se suprimeix el racionament dels productes de primera necessitat. Entre 1956 i 1975 hi va haver un creixement demogràfic molt destacat, a causa principalment de la immigració i de l'augment de la natalitat, que va propiciar un important increment del parc d'habitatges i el desenvolupament de la trama urbana.
D'altra banda, la crisi del tèxtil de meitat dels anys 60 va donar pas a una indústria més diversificada, un dels trets destacats de l'economia granollerina.
Primeres eleccions municipals de la democràcia recuperada
La mort del general Franco, el novembre de 1975, comporta la legalització de diversos partits polítics que concorreran a les primeres eleccions generals de 1977, primer, i a les municipals de 1979, després, que guanya Rafael Ballús, del PSC, el qual serà alcalde fins al 1986, quan serà substituït per Josep Pujadas. El 1988 es constitueix a Granollers el Consell Comarcal, el primer president del qual va ser Josep Serratusell, de CiU.
Al principi dels anys 90 té lloc l'enderroc de l'antiga Foneria de Can Trullàs i el tancament definitiu de la fàbrica de Roca Umbert, les naus de la qual seran cedides a l'Ajuntament. El 1991 s'inauguren dues instal·lacions esportives destacades: el Circuit de Catalunya i el Palau d'Esports, seu de la competició d'handbol de les Olimpíades de 1992. Aquest mateix any, el mes de maig, es produeix una moció de censura que converteix Josep Serratusell en alcalde de Granollers. Les eleccions municipals de 1995 guanyades per Serratusell obliguen a fer un pacte de govern tripartit CiU, PSC i ERC. En aquestes mateixes eleccions també obtenen representació el PP i IC-EV. Els comicis municipals de 1999 donen guanyador al PSC, amb una llista encapçalada per Josep Pujadas, que acorda amb ERC un pacte per a la legislatura 1999-2002. El resultat de les eleccions municipals de juny de 2003 porten a repetir el pacte PSC-ERC però en aquesta ocasió amb la suma d'IC-V. Josep Pujadas és de nou escollit alcalde de la ciutat, càrrec que exerceix fins al 31 de gener de 2004 en què deixa l'Alcaldia per formar part del nou govern de la Generalitat. Des del 12 de febrer de 2004, Josep Mayoral és l'alcalde de la ciutat, reelegit amb majoria absoluta en les eleccions municipals de maig de 2007, 2011, 2015 i 2019. Des de l'1 d'abril de 2022 Alba Barnusell i Ortuño és l'alcaldessa de Granollers.