余杭历史源远流长。从境内吴家埠、荀山、小古城等遗迹的发掘表明，早在距今7000年～6000年间的马家浜文化时期，已有先民在此生息繁衍。距今四五千年前，成了良渚文化的发祥地，孕育了“中华文明的曙光”。
余杭之名，春秋时已见诸史籍，彼时属吴、越领地，战国中期属楚。
秦王政二十五年(公元前222年)，秦灭楚，在今境内置钱唐(含杭州城区)、余杭两县，属会稽郡(钱唐几经变更，到民国为杭县，今余杭区系由原余杭县和杭县大部地域合并而成)。
西汉时，余杭、钱唐两县仍属会稽郡，钱唐为会稽郡西部都尉治。平帝元始四年(4年)，改钱唐县为泉亭县。新王莽始建国元年(9年)，改余杭县为进睦县。东汉建武元年(25年)，复名余杭、钱唐。
三国时，余杭、钱唐均入吴国版图，属吴郡，隶扬州，钱唐县并为吴郡都尉治。
隋开皇九年(589年)，废钱唐郡，改置杭州，州治初设余杭，次年移钱唐。大业三年(607年)，又改杭州为余杭郡，钱唐、余杭仍为所属。
唐武德四年(621年)复余杭郡为杭州，为避国号讳，改钱唐为钱塘。五代后梁龙德二年(922年)，划钱塘、盐官两县地各半及富春县之两乡地置钱江县，与钱塘县同城设治。
北宋太平兴国四年(979年)，改钱江县为仁和县。南宋建炎三年(1129年)，升杭州为临安府，属两浙西路。钱塘、仁和升赤，余杭升畿。
元至元十五年(1278年)，改临安府为杭州路，钱塘、仁和、余杭属之。至正二十六年(1366年)，朱元璋攻下杭州，改杭州路为杭州府。明清延之。
民国元年(1912年)2月，废杭州府，以原钱塘、仁和县地并置杭县，与余杭县同属钱塘道。
1949年5月两县解放，余杭、杭县建制未变。1958年4月，杭县被撤销，属杭州市郊区。1960年1月建立钱塘联社(县级)。余杭县亦于1958年10月撤销，并入临安县。1961年3月，从临安县析出原余杭县境与钱塘联社合并，4月，钱塘联社撤销，恢复县建制，定名余杭县，县治设临平镇。1994年4月，撤销余杭县，设立余杭市。2001年3月，撤销余杭市，设立杭州市余杭区。
