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2),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(6)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(9),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(19)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。
949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。