楚雄汉代属益州郡，蜀汉、西晋属云南郡。晋咸康三年（338年）爨酋威楚筑土城于峨碌,为楚雄建城之始。东晋属建都郡,隋朝属昆州,唐朝属览州，南诏属弄栋节度,宋朝为白鹿部属威楚府,元朝设威楚县隶威楚路。至元十五年(公元1278年)升威楚,辖富民、净乐2县。元朝二十一（公元1284年）撤销2县，复置威楚县。明洪武十五年（公元1382年）置楚雄县，隶楚雄府。

民国三年（1914）裁府为县。

1949年12月9日，楚雄全境解放，1950年1月25日，楚雄县人民政府成立。

1983年9月经国务院批准撤县建市，1986年2月1日，国务院批准楚雄市为乙类开放城市。