Stad ontstaan bij de samenvloeiing van Dommel en Gender; de weg van Holland naar Luik kruiste hier de beide riviertjes.
Aan de Rechtestraat, die beide oversteekplaatsen verbond, ontwikkelde zich een handelsnederzetting, waaraan hertog Hendrik I van Brabant in 1232 stadsrechten verleende. In 1389 kregen de Eindhovenaren toestemming om zich ‘te vesten ende sterken’. Tevens ontstond het eerste kasteel, dat echter in 1420 de basis werd voor het klooster Mariënhage. Meer naar het oosten, op de hoek van de Ten Hagestraat en Vestdijk, verrees een nieuw kasteel. Na verwoesting van de stad door de Geldersen in 1486 volgde herbouw. In 1583 werden op bevel van de Spanjaarden de wallen definitief geslecht.
Vanaf 1628 nam men de wederopbouw ter hand. Het kasteel van Eindhoven, toen al in vervallen toestand, werd uiteindelijk in 1676 gesloopt.
De uit de 17de eeuw stammende Eindhovense textielnijverheid kreeg in 1818 een economische impuls door de aanleg van de steenweg tussen Den Bosch en Luik. Via het Eindhovens kanaal kreeg de stad in 1846 een verbinding met de Zuid-Willemsvaart. In 1866 volgde een spoorverbinding met Den Bosch en Venlo. Door deze infrastructurele verbeteringen kwam de industrialisatie goed op gang. In 1857 telde Eindhoven zes textielfabrieken en vanaf 1860 kwam daar de sigarenindustrie bij. Verder vestigden zich nog een lucifersfabriek (1869) en een sigarenkistenfabriek (1882). In 1891 ontstond de industrie die al snel alle anderen overvleugelde; het als gloeilampenfabriek begonnen en tot elektronicagigant uitgegroeide Philips bezorgde Eindhoven de bijnaam ‘Lichtstad’.
De ontwikkeling van de stad verliep weinig planmatig langs de op de zandruggen gelegen uitvalswegen tussen de drassige beekdalen van Dommel, Gender en Tongelreep. Vanaf 1910 ontstond de eerste meer planmatige uitleg, in de vorm van het Philipsdorp in het westen en Villapark Tongelre in het oosten. In 1918 gaf de gemeente J.Th.J. Cuypers en L.J.P. Kooken opdracht voor een Algemeen Uitbreidingsplan. Dit leidde in 1920 tot de annexatie van de gemeenten Stratum, Gestel, Strijp, Woensel en Tongelre.
Het plan, waarin de stad de vorm zou krijgen van een spinneweb met radialen naar de geannexeerde kernen, onderling verbonden door een binnen- en een buitenring, kwam nooit van de grond. Uitgaande van een nieuw uitbreidingsplan uit 1923 door G.C. Kools begon men oude akkercomplexen te bebouwen en vormde de beekdalen om tot parken en plantsoenen, waaronder het Dommelplantsoen en het Stadswandelpark. Het volgende uitbreidingsplan uit 1929 van J.M. de Casseres kan beschouwd worden als het eerste Nederlandse streekplan. Ook hiervan kwamen echter, vanwege de economische crisis, slechts gedeelten tot stand. Wel dempte men in 1928 de stadsgracht, waarvan het beloop nog te herkennen is in de Vestdijk, Oude Stadsgracht, Keizerswal en Emmasingel.
Bij bombardementen in 1942, 1943 en 1944 liep een belangrijk deel van de binnenstad grote schade op, waaronder de bebouwing aan de Demer, de belangrijkste winkelstraat. De wederopbouw werd voortvarend ter hand genomen onder leiding van stadsarchitect J.A. van der Laan. In 1953 kwam het hoogspoor in gebruik en ontstonden aan de noordzijde van de stad nieuwe wijken. Ook aan de zuidzijde verrezen uitbreidingswijken, waarbij in de jaren zestig de reeds lang geplande ringweg tot stand kwam. Terwijl Philips bleef groeien, Van Doorne's Auto Fabrieken (DAF) ontstonden en mede hierdoor in 1955 een Technische Hogeschool kon worden opgericht, verdwenen de andere industrieën gaandeweg uit het stadsbeeld. Ook andere belangrijke herkenningspunten verdwenen, zoals het door J.A. van Dijck ontworpen stadhuis aan de Rechtestraat (1869) en de St.-Anthonius van Paduakerk, ontworpen door J.
Stuyt (1916-'17). Door ontbreken van één duidelijk stedenbouwkundig totaalplan en door het cityplan uit 1969 kenmerkt de huidige binnenstad zich in belangrijke mate door grootschalige projecten afgewisseld met kaalslag.
Eindhoven is nu de grootste stad van Zuid-Nederland.
