Cao nguyên Lang Biang trước năm 1893 là địa bàn cư trú của các tộc người Thượng. Người Việt đầu tiên có ý định khám phá vùng rừng núi Nam Trung Bộ là Nguyễn Thông, nhưng do nhiều lí do nên cho tới cuối đời ông vẫn không thực hiện được ý định của mình. Vào hai năm 1880 và 1881, bác sĩ hải quân Paul Néis và trung úy Albert Septans có những chuyến thám hiểm đầu tiên vào vùng người Thượng ở Đông Nam Bộ và Nam Trung Bộ, và họ được coi là hai nhà thám hiểm đầu tiên đã tìm ra cao nguyên Lang Biang. Hành trình của Paul Néis và Albert Septans mở đường cho nhiều chuyến đi khác như A. Gautier (năm 1882), L. Nouet (1882), thiếu tá Humann (1884).
Ngày 3 tháng 8 năm 1891, bác sĩ Alexandre Yersin thực hiện chuyến thám hiểm đầu tiên với ý định tìm đường núi từ Nha Trang vào Sài Gòn, nhưng chuyến đi này bất thành. Từ 28 tháng 3 đến 9 tháng 6 năm 1892, Yersin thực hiện một cuộc thám hiểm từ Nha Trang, băng qua vùng cao nguyên Đắk Lắk để đến Stung Treng, nằm bên bờ sông Mê Công (thuộc địa phận Campuchia).
Tháng 1 1893, Yersin nhận nhiệm vụ từ toàn quyền Jean Marie Antoine de Lanessan, khảo sát một tuyến đường bộ từ Sài Gòn xuyên sâu vào vùng người Thượng và kết thúc ở một địa điểm thuận lợi trên bờ biển Trung Kỳ. Yersin còn phải tìm hiểu về tài nguyên trong vùng: lâm sản, khoáng sản, khả năng chăn nuôi... Từ ngày 8 tháng 4 đến ngày 26 tháng 6 năm 1893, Yersin đã thực hiện ba chuyến đi quan trọng. Và 15h30 ngày 21 tháng 6, Yersin đã phát hiện ra cao nguyên Lang Biang, trong nhật ký hành trình, ông ghi vắn tắt "3h30: grand plateau dénudé mamelonné" (3h30: cao nguyên lớn trơ trụi, gò đồi nhấp nhô).
Với nhu cầu tìm một vùng đất có khí hậu ôn hòa, gần giống với châu Âu để xây dựng khu nghỉ mát, trạm điều dưỡng, toàn quyền Paul Doumer viết một bức thư hỏi ý kiến của Yersin, và Yersin đã trả lời là cao nguyên Lang Biang. Tháng 3 năm 1899, Yersin cùng toàn quyền Doumer thực hiện một chuyến đi lên cao nguyên Lang Biang và chuyến đi này có ý nghĩa quyết định về việc thành lập một trạm điều dưỡng ở đây.
Ngày 1 tháng 11 năm 1899, Doumer ký nghị định thành lập ở Trung Kỳ tỉnh Đồng Nai Thượng (Haut-Donnai) và hai trạm hành chính được thiết lập tại Tánh Linh và trên cao nguyên Lang Biang. Đó có thể được xem là văn kiện chính thức thành lập trạm điều dưỡng trên cao nguyên Lang Biang – tiền thân của thành phố Đà Lạt sau này.
Ngày 20 tháng 4 năm 1916, vua Duy Tân đã ra đạo dụ thành lập thị tứ, tức thị xã (centre urbain) Đà Lạt, tỉnh lị tỉnh Lâm Viên. Đạo dụ này được Khâm sứ J.E. Charles chuẩn y ngày 30 tháng 5 năm 1916.
Trong hai thập niên 1900 và 1910, người Pháp đã xây dựng hai tuyến đường từ Sài Gòn và từ Phan Thiết lên Đà Lạt. Hệ thống giao thông thuận lợi giúp Đà Lạt phát triển nhanh chóng. Vào năm 1893, vùng Đà Lạt ngày nay hầu như hoang vắng. Đến đầu năm 1916, Đà Lạt vẫn còn là một khu thị tứ nhỏ với độ 8 căn nhà gỗ tập trung hai bên bờ dòng Cam Ly, chỉ có 9 phòng khách sạn phục vụ du khách, đến cuối năm này mới nâng lên được 26 phòng. Cuối năm 1923, đồ án thiết kế đầu tiên hoàn thành, Đà Lạt đã có 1.500 dân.
Ngày 31 tháng 10 năm 1920, Toàn quyền Đông Dương ra nghị định chuẩn y đạo dụ ngày 11 tháng 10 cùng năm của vua Khải Định về việc thành lập thành phố (commune- thành phố loại 2) Đà Lạt cùng với việc tỉnh Đồng Nai Thượng được tái lập. Nhằm biến Đà Lạt thành một trung tâm nghỉ mát ở Đông Dương, Nha giám đốc các sở nghỉ mát Lâm Viên và du lịch Nam Trung Kỳ được thành lập. Đứng đầu thành phố là một viên Đốc lý, đại diện của Toàn quyền Đông Dương. Năm 1928 chuyển tỉnh lỵ tỉnh Đồng Nai Thượng về Đà Lạt. Năm 1936 một Hội đồng thành phố được bầu ra. Năm 1941, Đà Lạt trở thành tỉnh lỵ tỉnh Lâm Viên (Lang Bian) mới tái lập. Thị trưởng Đà Lạt kiêm chức Tỉnh trưởng tỉnh Lâm Viên.
Trong thời gian Thế chiến thứ hai, những người Pháp không thể về chính quốc nên họ tập trung lên nghỉ ở Đà Lạt. Nhiều nhu cầu rau ăn, hoa quả của người Pháp cũng được Đà Lạt cung cấp.
Ngày 10 tháng 11 năm 1950, Bảo Đại ký Dụ số 4-QT/TD ấn định địa giới thị xã Đà Lạt.
Theo Địa phương chí Đà Lạt (Monographie de Dalat), năm 1953, thị xã Đà Lạt là thủ phủ của Hoàng triều Cương thổ, có diện tích là 67 km², dân số: 25.041 người.
Sau Hiệp định Genève năm 1954, dân số Đà Lạt tăng nhanh bởi lượng người di cư từ Bắc vào Nam. Dưới chính quyền miền Nam, Đà Lạt được phát triển như một trung tâm giáo dục và khoa học.
Năm 1957, Đà Lạt trở thành tỉnh lỵ tỉnh Tuyên Đức. Thị xã Đà Lạt có 10 khu phố.
Nhiều trường học và trung tâm nghiên cứu được thành lập: Viện Đại học Đà Lạt (1957), Trường Võ bị Quốc gia Đà Lạt (1959), Thư viện Đà Lạt (1960), trường Đại học Chiến tranh Chính trị (1966), trường Chỉ huy và Tham mưu (1967)... Các công trình phục vụ du lịch được tiếp tục xây dựng và sửa chữa, hàng loạt biệt thự do các quan chức Sài Gòn, nhiều chùa chiền, nhà thờ, tu viện được xây dựng... Đà Lạt cũng là một điểm hấp dẫn với giới văn nghệ sĩ.
Sau 1975, với sự rút đi của quân đội và bộ máy chính quyền miền Nam, nhưng được bổ sung bởi lượng cán bộ và quận đội miền Bắc, dân số Đà Lạt ổn định ở con số khoảng 86 ngàn người. Du lịch Đà Lạt hầu như bị lãng quên. Những năm cuối thập niên 1980, đầu thập niên 1990, hàng loạt khách sạn, nhà hàng được sửa chữa, nhiều biệt thự được đưa vào phục vụ du lịch... Đà Lạt trở thành một thành phố du lịch quan trọng của Việt Nam với nhiều lễ hội được tổ chức.
Cuối năm 1975 Bộ Chính trị Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam quyết định Đà Lạt sẽ trở thành 1 trong 4 thành phố trực thuộc Trung ương, nhưng ngay sau đó đã điều chỉnh lại. Tháng 2 năm 1976 Chính phủ cách mạng lâm thời Cộng hòa miền Nam Việt Nam ra Nghị định hợp nhất tỉnh Tuyên Đức, tỉnh Lâm Đồng và thị xã Đà Lạt thành tỉnh Lâm Đồng. Thị xã Đà Lạt trở thành thành phố tỉnh lỵ tỉnh Lâm Đồng.
