Η Κοζάνη δεν έχει τόσο γνωστή ιστορία στα αρχαία χρόνια όσο άλλες πόλεις της Ελλάδας. Ωστόσο, σημαντικά αρχαιολογικά ευρήματα έχουν ανακαλυφθεί από το τέλος της προϊστορίας, όπως η νεκρόπολη που χρονολογείται από την Εποχή του Σιδήρου . Υπάρχουν επίσης ίχνη του οικισμού Καλύβια, μεταξύ 1100 και 1300 π.Χ. στον λόφο Σιόποτος. Το 1392 άποικοι από την Ήπειρο - συγκεκριμένα την Πρεμετή, το Βυθικούκι και την Κοζδιανή κατέφυγαν στον οικισμό των Καλυβίων και έχτισαν τα σπίτια τους λίγο πιο ανατολικά του οικισμού. Έτσι, δημιούργησαν μια ενιαία κοινότητα, με την πρώτη καταγεγραμμένη αναφορά της Κοζάνης να γίνεται σε σουλτανικό φιρμάνι το 1528. Υπάρχουν πολλές θεωρίες για το πώς πήρε το όνομά της η Κοζάνη με την επικρατέστερη να θέλει τους αποίκους της Ηπείρου να ονομάζουν τον νέο οικισμό τους Κοζδιανή που στην πορεία έγινε Κοζιανή και τέλος Κοζάνη. Λόγω του ότι βρισκόταν υπό την προστασία του βαλιδέ σουλτάνου , η Κοζάνη δεν είχε κατακτητές μέχρι τον 19ο αιώνα. Σημαντικό γεγονός ήταν η ίδρυση της βιβλιοθήκης το 1668, η οποία είναι σήμερα η δεύτερη μεγαλύτερη βιβλιοθήκη στην Ελλάδα, μετά από αυτή της Αθήνας και ονομάζεται Κοβεντάριος. Διαθέτει 153.000 τόμους, 380 χειρόγραφα, σπάνιες εκδόσεις και ένα από τα 17 σωζόμενα πρωτότυπα της Χάρτας της Ελλάδος του Ρήγα Φεραίου. Η λεηλασία της Κοζάνης το 1803 από τον Ασλάν Μπέη σταμάτησε την ανάπτυξη της πόλης, ενώ οι κάτοικοί της συμμετείχαν μαζί με τους υπόλοιπους Έλληνες στην Επανάσταση του 1821. Μερικά χρόνια αργότερα, οι κάτοικοι της Κοζάνης πολέμησαν για την ελευθερία τους κατά τη διάρκεια του Μακεδονικού Αγώνα. Απελευθερώθηκαν από τους Τούρκους το 1912, ενώ το 1923 κατά την ανταλλαγή πληθυσμών μεταξύ Ελλάδας και Τουρκίας, αρκετοί πρόσφυγες εγκαταστάθηκαν στα νοτιοανατολικά της πόλης.
