Samarkandin alue asutettiin noin 2000 vuotta eaa. Sittemmin Samarkandista tuli Persian Sogdianan maakunnan pääkaupunki, tosin kaupungista käytettiin tuolloin nimeä Maracanda. Makedonian hallitsija Aleksanteri Suuri valloitti kaupungin 329 eaa. Kaupungista kehittyi sittemmin merkittävä kauppakeskus Kiinan ja Välimeren välisessä kaupankäynnissä. Arabit valloittivat kaupungin 700-luvun alussa, jolloin väestö käännytettiin islamiin. Mongolivalloittaja Tšingis-kaani tuhosi joukkoineen lähes koko kaupungin 1220.

 

Sergei Mihailovitš Prokudin-Gorski, Samarkandilainen melonikauppias, värivalokuva n. 1905–1915

Samarkandin uusi kukoistusaika alkoi, kun valloittaja Timur Lenk teki siitä valtakuntansa pääkaupungin vuonna 1369. Uzbekit valloittivat kaupungin 1500 ja perustivat Buharan emiirikunnan 1784. Kaupunki joutui Buharan mukana Venäjän vaikutuspiiriin 1868, jolloin sen merkitys kauppapaikkana jälleen kasvoi. Vuonna 1920 kaupunki liitettiin Neuvostoliittoon, jossa se kuului aluksi Buharan neuvostotasavaltaan. Uzbekistanin neuvostotasavalta perustettiin 1924 ja Samarkand oli sen pääkaupunkina vuoteen 1930 asti. Vuodesta 1991 Samarkand on ollut osa itsenäistä Uzbekistania.

Samarkand juhli 2500-vuotispäiviään vuonna 1969, kunnes arkeologit löysivät tekstejä, joiden mukaan kaupunki on tunnettua vanhempi. 2750-vuotispäivät järjestettiin elokuussa 2007.[1]