Originàriament ciutat cèltica dels cantis (cantii), fou fortificada pels invasors romans, que la van anomenar Londinium i la van fer servir com a port sobre el riu Tàmesi. L'etimologia de London és incerta. És esmentada per primera vegada en temps de Neró quan la ciutat, per la seva situació, va començar a destacar. Les altres ciutats importants eren Verulamium i Camulodunum. A la darrera es va establir una colònia i a Verulamium se li va donar el privilegi de municipi, però Londinium sense cap distinció les havia avançat en el comerç. En aquest temps la ciutat no tenia muralles. A la revolta dels britons Camulodunum va ser la primera a ser conquerida i van seguir Londinium i Verulamium.

En els següents anys va conservar la seva importància i va rebre el qualificatiu d'Augusta que es donava a les ciutats distingides. Fou la capital provincial. Després de la derrota d'Allectus els romans van entrar a la ciutat que estava essent saquejada pels soldats francs i altres mercenaris del derrotat.

Els romans la van abandonar al començament del segle v, quan les legions van deixar tota l'illa. Queden encara algunes petites restes de la ciutat romana.

Durant el segle vii la Londinium romana fou abandonada, però molt a prop d'ella s'hi va construir un assentament saxó anomenat Lundenwic, a l'àrea que ara es coneix com a Aldwych. La ciutat romana va ser ocupada de nou cap a finals del segle ix i a principis del x. En el període medieval va créixer la importància de Londres, ratificada també per la catedral de Westminster. En aquesta abadia, des de l'edat mitjana, és on es coronen tots els reis d'Anglaterra des del primer rei normand, Guillem el Conqueridor. La residència dels reis anglesos des del període normand fou el castell fortalesa situat a la Torre de Londres, on avui encara es guarden les joies de la Corona. Amb el pas dels anys, damunt la Londres romana es va desenvolupar el que avui dia és el barri financer (la City), que més endavant, al segle xvii, es va veure enriquit per la construcció de la catedral de Saint Paul per l'arquitecte Christopher Wren, on avui reposen els herois de la nació britànica. Això fou possible arran d'un incendi l'any 1666, que va destruir quasi completament la ciutat.

Londres es va anar expandint, sobretot durant l'anomenada Era Victoriana que va coincidir amb l'explosió i expansió de la Revolució Industrial i el moment àlgid de la colonització imperialista, i ha englobat camps, boscos, viles i pobles i, des de ja abans del 1940, s'estén en qualsevol direcció. El 1825 Londres esdevingué la ciutat més poblada del món, característica que conservaria durant un segle. Durant la Segona Guerra Mundial la capital britànica va patir intensos bombardeigs coneguts com el blitz per part de les forces de l'Alemanya Nazi.

Avui en dia, l'àrea administrativa del Gran Londres (Greater London) cobreix 1.579 km² en 32 municipis (boroughs), amb una població segons el cens del 2001 de 7.172.000 habitants dins del terme municipal (anomenats londinencs) i més de 12 milions de persones vivint dins de l'àrea metropolitana, amb la qual cosa és una de les ciutats europees més poblades juntament amb Moscou, Istanbul i París. L'expansió externa de Londres es va veure notablement alentida a partir de la fi de la Segona Guerra Mundial amb l'adopció de diversos plans d'ordenació urbanística, duts a terme per salvaguardar un anell verd entorn de la ciutat (Green Belt). Des dels anys vuitanta, l'arquitectura de la ciutat ha estat objecte de polèmica: entre els principals opositors del nou estil arquitectònic es troba Carles, l'actual Príncep de Gal·les i hereu del tron. [cal citació]

Després d'haver estat centre de l'Imperi Britànic, la ciutat contribueix avui amb el 17% del PNB d'un país que és la quarta economia més gran del món.

El dia 6 de juliol de 2005 Londres va ser escollida seu dels Jocs Olímpics del 2012. Només un dia més tard, diverses bombes col·locades a la xarxa de transport públic (metro i autobús) per grups islamistes radicals varen esclatar sembrant el terror a la capital britànica amb un balanç de més de 50 morts i prop de 700 ferits. Dues setmanes després, el dia 21, un altre atac fet per terroristes suïcides va sacsejar la ciutat. Aquests dos incidents terroristes dugueren a la policia i forces de seguretat britàniques, i d'altres països, a incrementar la seguretat estatal. La política de disparar a matar seguida per les forces policials a l'hora d'enfrontar-se amb els presumptes autors dels atacs provocaren la mort del ciutadà brasiler Jean Charles de Menezes.