ימי הביניים

אף שהאזור בו נמצאת כיום מדריד היה מיושב כבר בתקופה הפרה היסטורית, ההתיישבות המשמעותית הראשונה באתר העיר מקורה בשנים 852–856, כאשר מוחמד הראשון מקורדובה הורה להקים במקום ארמון מלכותי וסביבו מצודה, כדי להגן על ממלכת טולדו. בקרבת הארמון זורם המנסאנארס (שנקרא בערבית: المجريط - "מקור מים" - "מג'ריט") שם זה התגלגל ברבות הימים לשם העיר "מדריד".

המצודה נכבשה בשנת 1085 על ידי אלפונסו השישי מקסטיליה בדרכו לכבוש את טולדו. אלפונסו הפך את המסגד של המצודה לכנסייה וקרא לה "כנסיית הבתולה מאלמודנה".

בשנת 1329 התכנס בעיר הקורטס חנרלס (אספה כללית) כדי לייעץ לפרננדו הרביעי, מלך קסטיליה.

לאחר שריפת העיר, העיר נבנתה מחדש על ידי אנריקה השלישי מקסטיליה, אשר בנה חומות סביבה.

יהודים ומורים המשיכו להתגורר בעיר עד גירושם במאה ה-15.

תקופת הרנסאנס

עם איחוד ממלכת קסטיליה (שבירתה הייתה טולדו) וממלכת אראגון (שבירתה הייתה ברצלונה) למדינה אחת על ידי קרלוס הראשון הוקמה ממלכת ספרד. אף שקרלוס העדיף את מדריד כבירת המדינה, המעבר אליה בוצע רק על ידי בנו פליפה השני מלך ספרד, בשנת 1561.

אף שלא בוצעה הכרזה רשמית, עם מעבר בית המלוכה הפכה העיר לבירה. בסביליה המשיכו לשכון מנגנוני השלטון של מושבותיה של ספרד, אולם מדריד שלטה בסיביליה.

ב-1601 הועברה הבירה על ידי המלך פליפה השלישי לוואיאדוליד לזמן קצר. ב-1606 שבה מדריד להיות הבירה. במאה ה-16 פעלו בעיר כותבים ידועים וציירים רבים.

 מפה גרמנית של מדריד משנת 1888. מזרקת סיבלס בפלאסה דה סיבלסמתום תקופת הרנסאנס ועד התקופה המודרנית

המלך פליפה החמישי החליט שבירתו צריכה להיות מפוארת יותר, והורה על הקמת מספר ארמונות חדשים (בהם הפאלאסו ריאל דה מדריד, העומד במקום בו הקים מחמד הראשון את מצודתו). רק בתקופת שלטונו של קרלוס השלישי הפכה מדריד לעיר מודרנית עם שיפוץ נרחב של רחובות העיר.

כאשר קרלוס הרביעי הומלך על ספרד, מרדו תושבי מדריד במסגרת מרד אראנחואז, שבראשם בנו של קרלוס - פרדיננד השביעי. קרלוס הרביעי התפטר, אולם מלכותו של פרדיננד הייתה קצרת ימים. ב-2 במאי 1808 נכבשה העיר על ידי נפוליאון בונפרטה.

לאחר מלחמת העצמאות הספרדית (1814) שב פרדיננד השביעי למלוך ממדריד.

המאה ה-20

המלכה איזבלה השנייה לא הצליחה להרגיע את המתח הפוליטי במדינה שהוביל למרידות, להקמת הרפובליקה הספרדית הראשונה (1873), שובה של המלוכה (1874), הקמת הרפובליקה הספרדית השנייה (1931) ומלחמת האזרחים בספרד. ב-1931 הוחל בבנין שדה התעופה הבינלאומי של העיר.

במהלך המלחמה, עת רחובותיה של מדריד הפכו לשדה קרב, נפגעו בניינים רבים במדריד. מדריד תמכה ברפובליקנים החל מיולי 1936. ניסיון של הלאומנים לכבוש את העיר נכשל, והעיר נותרה נצורה עד מרץ 1939.

במהלך תקופת שלטונו של פרנסיסקו פרנקו, גדלה ההגירה מאזורי הכפר לעיר, ואזורי דרום מזרח העיר הפכו לשכונות מצוקה.

לאחר תום תקופת שלטונו של פרנקו ועם החזרת השלטון הדמוקרטי, הפכה מדריד למרכז כלכלי ותרבותי של ספרד בפרט וחצי האי האיברי בכלל. ב-1975 חזרה ספרד להיות מונרכיה, תחת הנהגתו של המלך חואן קרלוס הראשון, שארמונו ניצב במדריד.

בחודש אוקטובר 1991 נערכה בעיר ועידת מדריד לשלום במזרח התיכון.

המאה ה-21   ערך מורחב – פיגועי 11 במרץ 2004 במדריד

ב-11 במרץ 2004 אירעה במדריד מתקפת טרור משולבת בארבע תחנות רכבת. מתקפה זו הייתה מתקפת הטרור הקטלנית ביותר בתולדות ספרד: היא גבתה את חייהם של 191 בני אדם וגרמה לפציעתם של למעלה מ-1,700 בני אדם. פיגועים אלו התרחשו שלושה ימים בלבד לפני הבחירות הכלליות בספרד, וגרמו לתבוסתה של מפלגת השלטון, המפלגה העממית (PP), ולעלייתה לשלטון של מפלגת השמאל, המפלגה הסוציאליסטית (PSOE). חקירה משטרתית הובילה למעצרם של חברי תא איסלאמי קיצוני שפעלו בהשראת ארגון הטרור אל-קאעידה. חברים אלו הועמדו לדין בשנת 2007 בגין מעורבותם בפיגועים.