石家庄市域，春秋时属鲜虞国，战国时先属中山国，后归赵国。

秦始皇二十六年（公元前221年），统一中国，全面推行郡县制，东垣（今石家庄市效区东古城）、石邑（今获鹿县南故邑）、井陉（今井陉矿区天护）先后置县，属恒山郡，郡治东恒。
汉高祖十年（公元前196年），刘邦亲率大军攻东恒，平定叛将赵利，改东恒县为真定县，治所仍在今石家庄市效区东古城。文帝元年（公元前179年），避文帝刘恒讳，改恒山郡为常山郡。武帝元鼎四年（公元前113年），析常山郡一部置真定国。王莽建立新朝，为标新立异，大改地名，将常山改为"井关"，真定改为"思治"。东汉章和元年（公元87年）省关县置栾城县，与石邑、真定、井陉等县皆属常山郡。

三国时期，石家庄为魏地，仍属常山郡。西晋初常山郡治从元氏迁真定（今石家庄市效区东古城）。北魏始皇三年（公元398年）迁常山郡治至安乐垒。北齐时常山郡治复迁于真定（今石家庄市效区东古城）。

隋开皇初，废郡存州，恒州辖真定、常山、井陉等县；大业初，又废州立郡。直至唐初，郡、县治所才从今石家庄市效区东古城移于滹沱河以北，即今正定城。

开皇十六年（公元596年），析石邑西境置鹿泉县（今获鹿县）。唐武德元年（公元618年）复置恒州（治石邑），领石邑、真定等县，武德四年（公元621年）恒州治所迁真定。北宋开宝六年（973年），废石邑并入获鹿县。石邑降为镇。至晚到明朝初年，石邑镇已不复存在，仅留下该镇一头的一个村落--镇头，至清代，"镇头"传为"振头"，又称"枕头"。

自隋开皇三年至宋开宝六年，振头作为石邑县治和恒州州治前后达390年之久。

唐宋以后，真定、石邑两县治所先后北迁、西移，但今石家庄市区基本上仍属获鹿、真定（正定）两县地。

明代，石家庄是一个小村。20世纪初，石家庄村的面积不足0.1平方公里，仅有200户人家、600余口人。

1903年和1907年，京汉铁路和正太铁路先后在石家庄建站，从此石家庄商贾云集，日臻繁华。民国14年（1925年）6月24日中华民国临时执政命令直隶省建立"石家市"，以"石家庄为其区域"，实行市自治制；8月29日中华民国临时执政又以1273号指令批准将石（家）庄、休门合并，取首尾各一字，更名为石门市，组建石门市政公所，筹建市制。民国17年（1928年）南京民国政府通令全国，取消所有市政公所，废除原来的"市自治制"。至此，建市工作遂告搁浅。

民国26年（1937年）10月10日，日本军侵占石门。民国27年（1938年）1月15日组建了伪石门市政公署筹备处。民国28年（1939年）10月7日伪中华民国临时政府行政委员会以秘字第1027号指令，正式批准设立石门市，11月13日举行庆祝大会；同年，伪河北省公署民统字第5369号训令拟定市区范围；东至北宋、尖岭；西至大马村、大郭村、西王村、大谈村、西岗头；南至五里庄、塔谈村、塔冢、东王村；北至大安舍、赵陵铺、董家庄、西古城、东古城。民国30年（1941年）3月8日，又划入正定、获鹿一部分村庄，加上原东北栗村、西北栗村等村，共计69个村庄，全市面积为121.8平方公里，人口为166733人。石门市共分六个区，第一、二区为市内区，余为郊区。

民国36年（1947年）11月12日石门市解放；12月26日石门更名为石家庄市，划为八个区，市内原一、二区分为四个区，效区四个区不变。即第一区：京广铁路以西，中山路以北；第二区：京广铁路以西，中山路以南（含中山路）；第三区：京广铁路以东，解放路以南；第四区：京广铁路以东，解放路以北（含解放路）；第五区：即原第三区；第六区：即原第四区；第七区：即原第五区；第八区：即原第六区。民国37年（1948年）9月26日，石家庄市改属华北人民政府领导。

民国38年（1949年）1月24日阳泉市划归石家庄市领导（当年8月又划归山西省）；8月1日石家庄市归河北省人民政府领导，为省辖市。