Salamanca já é habitada desde o primeiro milênio antes de Cristo, conforme atestam os testemunhos arqueológicos encontrados no Cerro de São Vicente, que estão relacionados à cultura de Las Cogotas, da Idade do Bronze. Neste mesmo cerro, se encontraram restos do que pode ter sido o primeiro assentamento humano estável na região, relacionados à cultura de Soto de Medinilla, da Idade do Ferro (século VII a.C.). No século IV a.C., ainda na Idade do Ferro, se desenvolveu um novo núcleo populacional no Teso das Catedrais, também conhecido como Cerro de São Isidro. Este núcleo era vinculado à cultura dos castros e durou até a romanização da cidade. Todos esses antigos núcleos tiveram a motivação de controle militar da área circundante, graças à presença de três tesos e à proximidade do rio Tormes.[3]
Em 220 a.C., Aníbal conquistou a cidade, então chamada de Helmántica.[4] Após a vitória romana na Segunda Guerra Púnica (218–201 a.C.), a cidade foi anexada à província da Lusitânia. Passou a ser chamada de Salmántica, e teve seu território limitado ao Teso das Catedrais, abandonando o Cerro de São Vicente. Durante o domínio romano, a cidade fez parte da Via da Prata, estrada que ligava o sul e o norte da Península Ibérica. Também durante o domínio romano, no século I, foi construída a Ponte Romana sobre o rio Tormes, que permitiu o acesso à cidade a partir do sul e que existe até hoje (embora sua metade sul tenha sido reconstruída após uma enchente no século XVII).
Em 12 de agosto de 1311, nasceu Afonso XI de Castela, o único rei nascido na cidade. Durante o século XV, a cidade foi palco de uma disputa entre dois grupos de nobres: o de são Bento e o de são Tomé. Nessa época, a cidade destacou-se na manufatura de panos e na exportação de lã.
Idade Moderna
Em 1520, na Guerra das Comunidades de Castela, a cidade se levantou contra os novos impostos reclamados por Carlos I de Espanha junto às cortes, e a favor de suas manufaturas têxteis. Com a derrota das comunidades, o rei Carlos I fez derrubar as torres dos salamanqueses que haviam aderido à revolta.
O século XVI foi a época de maior esplendor da cidade, tanto em termos demográficos (a cidade possuía 24 000 habitantes) como em termos intelectuais (por volta de 1580, 6 500 estudantes se matriculavam todos os anos na universidade. Os professores da universidade eram conhecidos como salmanticenses.).[6] Posteriormente, seguiu-se um período de decadência: em 1651, a cidade possuía 12 000 habitantes.
O bairro judeu se situava ao norte, junto à muralha (mais ou menos, na altura da atual avenida de Mirat). Em 1492, quando os judeus foram expulsos da Espanha por conta do Decreto de Alhambra, o bairro foi tapado e respeitado pelos moradores da cidade, provavelmente pensando num futuro retorno dos judeus. Como resultado, o bairro foi invadido por coelhos, o que fez com que ele fosse, até recentemente, conhecido como "Bairro do Coelhal" (Barrio del Conejal).
No século XVIII, a cidade teve um renascimento económico e cultural, o que possibilitou a conclusão das obras da Catedral Nova de Salamanca, a construção da Praça Maior em 1729 e a reconstrução de muitos edifícios que haviam sido danificados pelo Sismo de Lisboa de 1755.
Idade Contemporânea
Durante a Guerra Peninsular, a cidade foi ocupada pelas tropas do marechal Nicolas Jean de Dieu Soult em 1809 e ficou em mãos francesas até a batalha de Salamanca, em 1812, que foi ganha pelas tropas portuguesas, britânicas e espanholas lideradas por Arthur Wellesley, 1.º Duque de Wellington. Durante a ocupação, os franceses destruíram muitos edifícios para obter material para construir defesas, especialmente no bairro de Caídos, no qual havia famosos colégios maiores ligados à universidade, dos quais não sobrou nada. A cidade sofreu muito com o fechamento das universidades decretado pelo rei Fernando VII de Espanha. Quando a universidade de Salamanca foi reaberta, ela se tornou uma mera universidade de províncias.
Em 1833, foi criada a província de Salamanca, pertencente à Região de Leão, e a cidade de Salamanca tornou-se a capital da província. Em 1877, a cidade beneficiou-se com a construção da estrada de ferro entre Portugal e França, que passava pela cidade. Com a eclosão da Guerra Civil Espanhola em 1936, o exército sublevado logo tomou o poder na cidade, fuzilando o prefeito Castro Prieto Carrasco.[7] Entre outubro de 1936 e novembro de 1937, o Palácio Episcopal de Salamanca foi residência e centro de comando do general Franco.
A cidade também foi sede de algumas organizações falangistas e de alguns ministérios durante a guerra civil. Todos os documentos apreendidos pelo exército sublevado durante a guerra foram guardados na cidade e vieram a formar o Arquivo Geral da Guerra Civil Espanhola. Em 2006, os papéis desse arquivo referentes à Catalunha foram transladados a essa comunidade autónoma em meio a grandes disputas entre a prefeitura de Salamanca, o governo espanhol e manifestações populares. Como protesto, o prefeito de Salamanca Julián Lanzarote, do Partido Popular, mudou o nome da rua onde se localiza o arquivo: de "Gibraltar" (nome que homenageava as milícias salmantinas que fizeram parte da conquista de Gibraltar por Afonso XI), passou a ser chamada de El Expólio ("O Espólio").
Salamanca tem duas catedrais, a antiga, do século XII e em estilo românico, e a nova, muito maior, iniciada no século XVI em estilo gótico e concluída no século XVIII. O lugar onde ambas se encontram é conhecido como Patio Chico e é um dos lugares mais encantadores da cidade.
A torre principal da catedral nova foi construída sobre o campanário da catedral antiga. Ainda é visível nela uma rachadura originada pelo terremoto de Lisboa de 1755