На слиянии двух рек: Селенги и Уды, в 1666 было построено казачье зимовье. С него и начинается история г. Улан-Удэ (ранее Верхнеудинск). Это место почиталось бурятским населением как священное, через него проходила дорога в Монголию и Китай. В том же году из Москвы в Китай был отправлен первый торговый караван по пути, получившим название «Чайного пути». В 1678 году здесь были возведены крепостные стены Удинского острога. В 1682-1685 острог подвергался нападению монгольских войск, и ему была оказана помощь бурятским племенем хори, обративших захватчиков в бегство. В 1687 году Удинский острог был укреплен по приказу царского посланника, генерал — фельдмаршала, друга Петра I Ф.А. Головина, прибывшего в Забайкалье для заключения Нерчинского пограничного договора с Китаем.
Острог простоял до второй половины 19 века, после чего был разобран. Ныне на месте острога установлен памятный знак и каменный крест. В 1741 в городе была заложена первая в городе каменная церковь – Одигитриевский собор, а с 1768 года была учреждена ежегодная торговая ярмарка. Город развивался как один из крупных центров оптовой торговли на «Чайном пути», в нем проживала большая колония богатых купцов, на средство которых были построены многие общественные здания и церкви. В конце 18, начале 19 веков были построены Спасская и Троицкая церкви. В 1770 году был разработан первый план застройки Удинска. С 1783 город называется Верхнеудинском и становится уездным городом. Учрежден его герб. Купец М.К.Курбатов строит мост через реку Уду, верхнеудинские купцы строят Гостиный двор.
В 1793 году открыто первое учебное заведение – малое народное училище, в котором работал известный педагог и поэт Давыдов Д.П., автор стихов песни «Славное море священный Байкал». В 1830 и 1862 годах город переносит сильные землетрясения, а в 1867 году наводнение. В 1863 году по реке Селенге пущен первый пароход. В 1873 году через город проезжает наследник русского престола, князь Алексей. В 1875 году избирается первая Городская Дума. Преимущественно деревянный город часто подвергается пожарам, один из наиболее сильных пожаров в 1878 году уничтожает три четверти строений города. В городе строятся новые каменные общественные здания, среди которых публичная библиотека и городской банк.
В 1891 году в город приезжает цесаревич Николай, впоследствии ставший царем Николаем II. В честь его купечеством возводится торжественная арка – «Царские ворота». Эта арка заново построена в 2006 году. Первая перепись населения 1897 года показывает, что в городе проживает около 8 тысяч человек. С 1900 года открыто регулярное сообщение по Забайкальской железной дороге, связавшей Забайкалье с центром России, девять лет спустя, построена первая электростанция, а еще через год начал действовать стекольный завод купца А. К. Кобылкина. Вскоре в городе появился телефон, а в 1912 году в Верхнеудинске появился первый автомобиль. В городе проживали представители разных сословий и национальностей, которые принадлежали к разным конфессиям: православию, древлеправославию, римско-католической церкви, лютеранской, армяно-григорианской, иудейской, буддийской, конфуцианской, магометанской и иным верам. Город жил активной общественной жизнью: организуются благотворительные вечера, концерты, театральные выступления, парады, ярмарочные балаганы, маскарады, а также первые спортивные состязания. В 1915 на Базарной площади (ныне площадь Революции) состоялся первый футбольный матч между командами «Спартак» и «Гладиатор».
Революционные события меняют уклад жизни города. В 1917 году был образован Верхнеудинский Совет рабочих и солдатских депутатов, под председательством В.М.Серова. В 1918 году город был занят войсками белочехов и белогвардейцев. В 1920 году в нем устанавливается советская власть. Верхнеудинск становится столицей Дальневосточной Республики, а в 1921 году губернским центром Прибайкальской губернии. В 1923 году создана Бурят-Монгольской Автономной Советской Социалистической Республики, включающая территории Бурятии и Монголии, а Верхнеудинск объявлен ее столицей. В 1926 году начинается воздушное сообщение Верхнеудинск – Улан-Батор, первый аэродром находится на месте нынешнего республиканского ипподрома. В 1929 году построен судостроительный завод и открыт Бурят-Монгольский институт культуры – первое академическое научное учреждение. Построено здание типографии, открылся первый профессиональный театр и небольшая станция радиовещания. В тридцатые годы прошлого века население города быстро увеличивается за счет приезда специалистов и рабочих с запада страны. Построены здание правительства, паровозо-вагонный завод, ТЭЦ-1, мелькомбинат и мясокомбинат, а также мехстеклозавод. Начато строительство авиационного завода, открыт педагогический институт имени А. С. Пушкина. Начинает функционировать общественный транспорт. В 1934 году Верхнеудинск переименован в Улан-Удэ. В годы Великой Отечественной Войны в городе разворачиваются военные госпитали, в которых лечатся раненые на фронте бойцы.
В послевоенные годы развитие города продолжается. Завершено строительство тонкосуконной фабрики. В 1952 году построено одно из красивейших зданий города — Бурятский театр оперы и балета, получивший в 1979 году звание «академического». Проложен первый трамвайный путь, первая телевизионная станция, фабрика первичной обработки шерсти. Бурно строятся жилые микрорайоны. В 1971 году завешена реконструкция Площади Советов и открыт памятник В.И.Ленину, ставший одной из достопримечательностей города. В 1990 году городу присвоен статус «Исторического города России».
Облик города быстро меняется в последние 10 лет. В 2006 отмечено 340-летие со дня основания, ежегодно празднуется День города. Построено много новых зданий и архитектурных сооружений, из которых наиболее примечательны жилой комплекс «Солнечная башня»,
монумент Мать-Бурятия, памятник Гэсэр-хану, Небесный воин, Троица лошадей. Создана первая пешеходная улица, которую в народе прозвали Улан-Удэнским Арбатом. Город развивается, прежде всего, как торговый центр, чем напоминает прежний Верхнеудинск. Это связано с его расположением и экономическими связями. Вместе с тем – это крупный научный, промышленный, финансовый, религиозный и культурный центр. В нем проживает более 300 тысяч человек. Здесь работает несколько институтов, национальных и культурных обществ, музеев и театров. Отреставрировано и построено заново несколько православных церквей и буддийских дацанов, один католический костел. В городе идет интенсивная и богатая событиями культурная жизнь. Приезжают на гастроли музыкальные группы и театральные коллективы. Проводятся различные праздники, фестивали, спортивные состязания. Построено несколько средних и малых гостиниц, реконструирован аэропорт.