Miasto było ważnym centrum politycznym, ekonomicznym i społecznym Dacji. Pod nazwą Apulon zostało wspomniane przez starożytnego greckiego geografa, Ptolemeusza. Gdy południowa część Dacji stała się częścią Imperium rzymskiego, miasto zostało stolicą Dacji Apulensis, znane było jako Apulum. Apulum było jednym z największych centrów rzymskiej Dacji. Stacjonował tu XIII Legion.

W IX wieku miasto jest znane jako Bălgrad („Biała Cytadela”). Węgierskie źródła wspominają władcę o imieniu Geula/Gyyla/Jula, który zdobył miasto i uczynił je stolicą swojego księstwa w X wieku. Następnie ustanowiono biskupstwo katolickie Siedmiogrodu (1009) po przyjęciu chrztu przez króla Węgier – Stefana I. Pierwsza katedra została zbudowana w XI wieku. W 1442 roku Jan Hunyady, wojewoda siedmiogrodzki wykorzystał cytadelę do przygotowań do głównej bitwy z Turkami. Katedra została rozbudowana za jego czasów i stała się miejscem jego pochówku.

Jako Gyulafehérvár Alba Iulia stała się stolicą Siedmiogrodu w 1541 roku, za Jana Zápolyi oraz Izabeli Jagiellonki. Status ten utrzymała do roku 1690.

W listopadzie 1599 roku Michał Waleczny, wojewoda Wołoszczyzny wkroczył do Alba Iulia w następstwie swojego zwycięstwa w bitwie pod Şelimbărem i został władcą Siedmiogrodu. W 1600 roku Michał przejął kontrolę nad Mołdawią i rządził tymi trzema krajami do swojej śmierci w 1601 roku, zamordowany przez agentów Giorgio Basty. Osiągnięcie Michała ma historyczne znaczenie dla Rumunów, ponieważ oznacza pierwsze zjednoczenie trzech rumuńskich krajów: Wołoszczyzny, Mołdawii i Siedmiogrodu.

Podczas panowania księcia Gabriela Bethlena w mieście założono Akademię. Po pokoju karłowickim w 1699 Alba Iulia znalazła się w granicach monarchii Habsburgów. Późniejsze ważne dla rozwoju miasta wydarzenia to powstanie biblioteki w XVIII wieku oraz zbudowanie linii kolejowej w wieku XIX.

W 1918 roku dziesiątki tysięcy Rumunów (dokładna liczba jest przedmiotem sporów węgierskich i rumuńskich historyków) zebrały się w Alba Iulia 1 grudnia, obchodzonego dziś jako Dzień Niepodległości Rumunii, by usłyszeć proklamację przyłączenia Siedmiogrodu do Rumunii. W 1922 roku Ferdynand I został symbolicznie ukoronowany na króla Rumunii w Alba Iulia, co stanowiło nawiązanie do dokonania Michała Walecznego.