Известно несколько древних населенных пунктов в пределах нынешней городской черты, однако ни один из них не имеет прямого отношения к нынешнему Липецку.
Официальной датой основания города принято считать 19 июля 1703 года. Именно в этот день у впадения небольшой реки Липовки в Воронеж было начато строительство государственных заводов для нужд флота. Одновременно с предприятиями были основаны несколько рабочих поселений, позднее объединившихся в слободу Липские Заводы.
В годы царствования Петра I в слободе размещался его путевой дворец, а также был сооружен крупнейший на тот момент в стране пруд для промышленных нужд.
В 1779 году Липецк получает статус уездного города. Спустя 10 лет в нем появляется первое образовательное учреждение — народное училище. Примерно в это же время город получает свою главную архитектурную доминанту — Христорожденственский собор.
В начале XIX века стратегическое значение верфей под Воронежем падает и на некоторый период производство в Липецке приходит в упадок. Одновременно с этим обнаруживаются целебные свойства местных минеральных вод. Город быстро приобретает славу курортного центра, ничем не уступающего бельгийскому Спа.
После большого пожара 1806 года было принято решение застраивать Липецк по новому генеральному плану. Были разбиты парки, построены курортные сооружения, гостиницы и доходные дома. В 1869 году через город прошла железная дорога.
Еще до революции 1917 года начинается возрождение металлургии, а последовавшая в 1930-х годах индустриализация выводит Липецк в промышленные лидеры страны. Активно начинает развиваться авиационное производство, открывается мясокомбинат. В 1934 году первую продукцию выпустил НМЛЗ (ныне НМЛК) — Новолипецкий металлургический завод.
В годы Великой Отечественной войны город и его предприятия неоднократно подвергались бомбардировкам. В этот период наращивалось производство оборонной продукции, при этом некоторая часть предприятий была вывезена на Урал.
В городе базируется пилотажная группа «Соколы России».