沈阳农业大学后山旧石器时代遗址的考古发掘和科学研究证实，11万年前，沈阳地区就有人类活动。
七千多年前，有中华民族的分支先民（太阳鸟图腾文化）在此农耕渔猎，繁衍生息，创造出新乐文化。
公元前300年，燕国将领秦开率军驱逐东胡，在此地筑候城（候，是斥候的候，为瞭望之意）。
顾名思义，“候城”即为瞭望之城，隶燕辽东郡襄平县。
公元前221年，秦始皇统一中国后，分天下为三十六郡，沈阳隶属辽东郡望平县。
两汉时期，已有史书称之为“候城”，隶属汉辽东郡望平县，为辽东郡中部都尉的治所，说明“候城”在西汉时期已经规模颇大。
三国时期，辽宁地区公孙度设置有平州，州下设有辽东郡、昌黎郡、玄菟郡、辽西郡、乐浪郡、带方郡等，郡下置县，沈阳属于玄菟郡治所。
高句丽时期，属于辽东城。
唐代时期，属于安东都护府“沈州”。
五代时期，耶律阿保机大规模移汉人到此，修筑土城，生产随之发展，属沈州。
金朝时期，完颜阿骨打攻占沈州，沿用“沈州”之名。
元朝元贞二年（1296年），元代重建土城，改沈州为沈阳路，归辽阳行省管辖。
从此，“沈阳”这一名称正式出现于史料上，距今已有七百余年的历史。
明洪武十九年（1386年），改称“沈阳路”为“沈阳中卫”。
明天启元年（1621年），清军攻占沈阳。
明天启五年（1625年），努尔哈赤把都城从辽阳迁到沈阳中卫，并在沈阳内着手修建皇宫（今沈阳故宫）。
明天启七年（1627年），皇太极大规模扩建沈阳城，在沈阳修建盛京八门。
明崇祯七年（1634年），皇太极尊沈阳为“天眷盛京”，故称“盛京”。
明崇祯九年（1636年），蒙古归顺后金，用白骆驼驮着蒙古圣物——吗哈噶喇金佛、传国玉玺来沈阳。
皇太极敕建莲花净土实胜寺，因其是清皇室家庙，因此又称皇寺。
满、蒙、汉三族共呈劝进表，皇太极在沈阳称帝，改国号大清。
明崇祯十六年（1643年），皇太极敕令，以沈阳古城为中心，修建东、西、南、北四塔四寺，意让四塔四寺护佑人民，确保“奉国安民，五福斯来”。
清顺治元年（1644年），清世祖福临迁都北京后，盛京（今沈阳）为陪都。
顺治元年（1644年）开始，清朝实行移民奖励政策，拨内地各省人民来此开垦。
此后，有河北、河南、山东、山西的人，源源不断来到这里安家屯垦，东北地区的绝大部分村屯都是顺治元年以后建立的。
顺治八年（1651年），清廷颁布了《辽东招民开垦条例》，规定“凡移住之农民，每月供给食粮一斗，每垧垦地给种子六升，垦民每百人贷与耕牛二十头，其中食粮、种子于秋收后，如数归偿”“凡招来新民，归部遣官偕同县官，城中每丁给地基二绳，约三丈（二日）于野，每丁给地五绳（二十五亩），永为民业”。
顺治十四年（1657年），以“奉天承运”之意在盛京城（今沈阳）设奉天府，沈阳又名“奉天”。
清朝时期，全国只有在北京设顺天府，盛京城奉天府跟其并称，可见规格之高。
顺治十五年（1658年），清政府规定“还依开垦面积之多寡，决定地方官的升迁，或赐匾额，高悬门第，以示褒奖”。
政策十分优惠，许多地方整村屯迁来，有的地方官率领而来，推动了屯垦，这就是著中的顺治年间拨民事件，沈阳地区许多人的祖先都是顺治年间拨民而来的。
康熙二年（公元1663年）颁布了《辽东招民令》，规定“辽东招民百名者，不必考试，俱以知县录用”。
雍正四年（1727年），随着移民不断增加，清政府在吉林乌拉城设立永吉州（今吉林省吉林市），在宁古塔城（今黑龙江宁安）设立泰宁县，在伯都讷（今内蒙、吉林和黑龙江交界的松原市宁江区）境内设立长宁县，皆归奉天府（今沈阳）管理。
宣统三年（1911年），辛亥革命后，沈阳成为张作霖统治的首府。
民国二年（1913年），废府改县，奉天府改为沈阳县，隶属奉天省南路道。
[121-122]民国十二年（1923年），正式设立奉天市政公所，沈阳首次出现市的建制。
民国十六年（1927年），汉口八七会议后，党中央为了统一对东北党组织的领导，决定派陈为人组建中共满洲省委。
民国十七年（1928年）9月，中共满洲省临委在沈阳召开了东北地区第三次党员代表大会，大会决定将中共满洲省临委改为中共满洲省委。
陈为人、刘少奇、陈潭秋、罗登贤等先后担任省委书记。
民国十七年（1928年）12月29日，张学良宣布东北易帜。
民国十八年（1929年）2月5日，改奉天省省名为辽宁省，4月2日，改“奉天市”为“沈阳市”。
民国二十年（1931年），日本帝国主义发动九·一八事变并侵占沈阳，中国抗日战争爆发，日伪又将“沈阳市”改为“奉天市”，之后建立伪满洲国。
民国三十四年（1945年），抗日战争胜利，东北光复，“奉天市”恢复“沈阳市”名称。
民国三十七年（1948年）11月2日，沈阳正式解放，沈阳特别市政府成立，隶属东北行政委员会。
将市内实际划定的22个区合并为8个区，沈阳县归沈阳市辖。
1949年5月，沈阳特别市政府改为沈阳市人民政府，隶属东北人民政府领导。
1953年，沈阳市改为中央直辖市。
1954年，沈阳市改为辽宁省辖市。
1994年，沈阳市升格为副省级市。
2024年5月24日，国家数据局党组书记、局长刘烈宏在第七届数字中国峰会主论坛上发布了承担数据标注基地建设任务的城市名单，其中包括辽宁省沈阳市。