株洲古称建宁，后又名槠洲，最早见于南宋人文集。“株”字可能取自株田之“株”。株洲、株田相距数里，五代时株田已较著名。“洲”字取自古人以湘水两岸为洲之“洲”。联缀而成地名。一说因地多槠木，且“槠”、“株”同音，故又名“槠洲”。自南宋绍熙元年（公元1190年）正式定名株洲后，株洲之名沿用至今。
远古时期，株洲地区就有先民生息繁衍，炎陵县鹿原陂安葬着中华民族的始祖炎帝神农氏。据考古发现，在株洲县漂沙井黄霞垅磨山有6000年前属于新石器时代早期的大溪文化遗址，以及叠在其上的4000多年前属于新石器时代晚期的龙山文化遗址。
春秋战国时期，株洲属楚之黔中郡。公元前223年，秦灭楚，巫中地区为黔中郡，株洲属之。公元前202年，建长沙国，株洲是长沙国领地。公元214年,三国东吴在此设建宁县，孙权割湖南县以东和醴陵、修县沿湘江东岸地带置建宁县，筑县城于今株洲市庆云山解放街、南湖街沿建宁港两岸，属长沙郡，乃株洲建县之始。建宁县城商业发达，后一度毁于战火。公元589年，隋文帝开皇九年，隋灭陈，废建宁。公元621年，唐高祖武德四年，复置建宁县，属南云州；六年后即唐太宗元年，将建宁并入湘潭，清顺治七年，江西商人在株洲修建宁码头，商业又有发展。木材、茶叶、稻米、肉、蛋、瓷器、鞭炮、夏布、土纸等贸易居湘潭集镇商业之首。
民（国）初，随着粤汉、株萍铁路的修筑与湘江联网形成水陆交通优势。株洲镇居民达3万余户，且大都居住于解放街、建宁街一带。
民国14年，彭松林（中共地下党员）与友人合资在株洲新街（建宁街）开设米店。次年，发动成立株洲商民协会，并出任执行委员长，组建了粮食、南货、棉布、百货、缝纫、五金、园林、理发等16个同业公会。
民国33年，日军进犯株洲，大部分房屋被毁。日本投降后，镇区居民大多在原址重建家园，至1949年，大部分民宅均得以恢复，房屋结构大部分是木架蔑织墙体，杉皮或小青瓦屋面。至解放前株洲一直属湘潭县管辖。
1949年8月3日株洲宣告解放，8月12日成立湘潭县株洲区人民政府。
1951年5月，株洲从湘潭县划出成立专辖市。第一个五年计划期间，株洲被列为全国重点建设的8个工业城市之一。国家将苏联援建的156个重点项目中的四项安排在株洲建设，即株洲硬质合金厂、南方动力机械公司、株洲电厂、株洲洗煤厂。随后，又安排兴建株洲冶炼厂、株洲化工厂、株洲电力机车厂、株洲车辆厂等20多个中央、省属企业。
1956年3月，株洲升格为省辖市，同时新设立市郊区。成为湖南除省会长沙外第1个省辖市。
1965年4月又设立由市管辖的株洲县。
1983年5月，为发挥工业城市的中心作用，经国务院批准，将原属湘潭地区的醴陵县（市）、攸县、茶陵县、酃县（今炎陵县）划归株洲市管辖，共辖城市四区（含市郊区）、五县（市）。
1992年经国务院批准，在市区湘江西岸设立株洲高新技术产业开发区（国家级）。至1997年经国务院批准，株洲市撤销郊区建制将市区划分为天元、芦淞、荷塘、石峰四个行政区。2008年12月22日，《长株潭城市群资源节约型和环境友好型社会建设综合配套改革试验总体方案》获得国务院批复“株洲云龙示范区”“天易示范区”被明确为长株潭城市群“两型社会”建设五大示范区之一。2009年3月11日，株洲市委、市政府决定设立株洲云龙示范区党工委、管委会，分别为中共株洲市委、株洲市人民政府的派出机构，行使市级行政、经济管理权限。截至目前，株洲市共辖5区4县1市。
株洲，是炎黄文化的重要发祥地。中华民族的始祖、农耕文化的创始人――炎帝神农氏，就长眠在株洲境内炎陵县鹿原坡。三国时孙权定都建业，设县建宁，羽扇纶巾的周瑜曾在这片土地上演绎过许多动人的故事，唐代大诗人杜甫留恋湘东美丽的风景，携家眷栖居于此，在他生命的最后两年，老病孤舟，两次溯湘江而南，留诗十多首；唐代奇女子、慧眼识英雄的名姬红拂之墓在株洲境内的醴陵西山，宋代名将岳飞率军途经茶陵时以枪尖挑禾蔸写的“光泉”二字，赫然镌刻在高陇石壁上；宋代大儒朱熹两次到株洲讲学，“朱亭”因他而名；明代大旅行家徐霞客为茶陵云阳山、灵岩寺、麻叶洞留下一篇篇日记，记下了株洲的名山胜水；明代大学士、立朝五十年的李东阳，以他为代表的“茶陵诗派”，将故乡“茶陵”的名字，永远镌刻在中国文学史史册上。
株洲，在中国人民革命史上，更有着光荣的一页，是我国重要革命发源地之一。曾先后涌现了以李立三等为代表的传播马列主义新思想的革命前驱，左权、谭震林、耿飙、陈明仁等举世闻名的军事将领也都出自株洲。茶陵、炎陵（原酃县）是井冈山革命根据地的重要组成部分，毛泽东、朱德的第一次见面，是在炎陵县的十都；红军第一次把党支部建在连上，毛泽东亲自主持的红军战士入党仪式，是在炎陵县的水口；毛泽东亲自批准组建的井冈山第一个县级红色政权，是茶陵县工农兵政府；毛泽东亲自主持、作出“撤围长沙、回师江西、攻取吉安”重大决策，被美国作家史沫特莱称为“朱德和毛泽东采取了一生中最重大的步骤之一，这一步骤扭转了中国革命运动中的一次严重危机”的红一方面军总前委会议，举行在株洲市徐家桥头的原协丰长绸布店。株洲域内目前还有现代著名无产阶级革命家李立三故居、左权将军纪念碑、谭震林墓等。株洲，是一块红色的圣土。共和国第一批（1955—1964）授衔，产生了十大元帅和众多的将军。其中株洲籍将军有41名，仅茶陵一县就出了25名将军，茶陵成了有名的“将军之乡”。
