北京在周朝（含春秋、战国）时期地名为蓟，是燕国的都城。自秦汉至隋唐，一直是河北北部的政治中心，为广阳、燕、涿、范阳等郡国和幽州的治所。故址在今北京城广安门附近。因地处中原王朝边区，所以未能成为大一统政权的首都，仅十六国时前燕曾在此建都8年。唐代安史之乱时史思明在此称大燕皇帝，以蓟城为燕京。燕京之名始此。
936年五代后晋石敬瑭将幽云十六州割让给辽，938年辽改幽州为南京幽都府（后改析津府），建为陪都，又称燕京。金初亦称燕京。1153年金海陵王自上京会宁府（今黑龙江阿城）迁都燕京，改称中都大兴府。中都城为北中国首都共61年，1214年金宣宗为避蒙古兵锋，迁都开封。次年蒙古军攻入中都，宫殿被焚，城市被掠。
金元之际仍称燕京。1260年忽必烈称大汗于开平府（今内蒙古正兰旗东），旋即分立政府机构于此。1264年复号中都。1267年始于中都旧城东北另建新城，自开平迁都于此。1272年改号大都。新城于1283年建成，城周57里余，南墙在今北京东西长安街南侧，北墙在今北京城北5里，东西墙同今城。1276年元灭南宋，大都从此成为全国的首都，历时92年。
1368年明军攻占大都，改为北平府。明初建都应天府（今南京），称京师。1402年朱棣即位，次年改北平府为顺天府，建为北京。北京之名始此。当时首都仍在京师应天府，北京是陪都，皇帝驻跸时称行在。1421年才改京师为南京，降为陪都，升北京为京师，正式成为首都。1644年以后清朝也以此为首都，正式名称为京师顺天府。明清两代民间仍习惯称北京。
1912年北洋政府也建都于此，北京成为正式名称。1928年北洋政府垮台，从此结束旧中国首都的历史，又改称北平。
从金朝开始历经元、明、清、民国皆建都于此，长达660年，自元以后600年都是统一王朝的首都，再加上新中国成立以来50年也定都于此，总计建都史为700年，作为首都有650年。在中国古代历史朝代都城之中，北京与长安并列为我国为时最长的古都。