山东日照具有悠久的历史，早在原始社会时期，就有人类在这里繁衍生息，创造着自己的文化，据考古工作者考证，在莒县陵阳河、东港区两城镇等地，已发现了一些属于旧石器时代早中期和新石器时代后期的大汶口文化遗存和山东龙山文化遗存。

夏、商时期，日照属东夷。《吕氏春秋·孝行览·首时》说，西周初年的著名人物姜太公是“东夷之士”。今秦楼街道冯家沟村东南有姜公台，传说即为太公钓鱼处遗址。《史记》亦说他是东海上人。《齐乘》说：“太公，海曲县东吕乡人”。西周到战国前期，日照地属于莒国。公元前473年(鲁哀公二十二年)，赵王勾践灭吴，徙都琅琊(今黄岛区琅琊镇)，日照归越。公元前431年(楚简王元年)，楚灭莒，以莒为邑，日照又属楚，后属齐。公元前284年(周赧王三十一年)，燕将乐毅伐齐，入齐都临淄。齐王奔莒，莒人立齐王子法章为襄王。公元前270年，齐将田单破燕军，尽复齐失地，迎齐襄王回临淄。日照仍属齐。公元前255年，楚又北侵，取鲁，封鲁君于莒。日照亦为楚国所占。公元前223年，秦灭楚，日照又归秦国。公元前221年(始皇二十六年)，秦统一中国，日照为莒县之东境，属琅琊郡。

西汉时，日照地区始置县，名海曲，属徐州刺史部琅琊郡。西汉元帝时，封城阳荒王子光为昆山侯。日照之西半境(今五莲县)属昆山侯国。东汉时，废昆山国，日照更名为西海县。三国魏时，废西海县，并入莒，属青州城阳郡。西晋初年，沿魏制。宋明帝失淮北，日照地区随莒县归北魏南青州东莞郡。公元529年置梁乡县，故址今东港区两城镇，属胶州东武郡。北周改南青州为莒州，郡县仍旧。隋代日照地属琅琊郡莒县。

唐代，日照地随莒县属河南道密州(高密郡)。五代因之。北宋时，属京东东路密州。公元1087年，置日照镇，仍属莒县。日照之名始于此，有“日出初光先照”之意。后日照镇划入胶西县，改京东东路为山东东路。公元1184年(金大定二十四年)，升日照镇为县，仍名日照，属益都府莒州，县治于今日照城。元代，日照县属中书省山东东西道益都路莒州。明初，日照属山东等处承宣布政使司青州府莒州。洪武年间，为防倭冠，于县之南境置安东卫。清初，沿明制。1730年(清雍正八年)升莒为直隶州。1734年置沂州府，降莒州为散州，日照属沂州府。1742年(乾隆七年)裁安东卫并入日照县，置安东卫巡检司。

1913年2月，日照隶属胶东道。1925年冬，改属琅琊道。1928年撤道制直属于山东省政府。1936年2月，隶属山东省第三行政督察专员公署。抗日战争时期，国民党日照县政府仍隶属该公署。1940年3月16日，中共领导下的日照县抗日民主政府成立。1941年1月，隶属莒、日、临、赣四县联合办事处，后四县联合办事处改为滨海各县行政联合办事处。1941年8月，日照隶属滨海专员公署。1944年6月隶属滨海区滨中行署(三行署)。1945年4月，滨海专员公署改为行政公署。1946年7月，滨海行政公署改为滨海行政专员公署，日照属该署。1948年8月，日照隶属鲁中南行政公署第六专署，次年7月改称滨海专署。

新中国成立后，1950年日照划归沂水专署。1953年8月，又划归胶州专署。1956年5月，改属临沂专署。1984年4月，临沂行署石臼港办事处建立。

1985年3月22日，经国务院批准，撤销日照县和石臼办事处改为日照市，仍隶属临沂行署，5月正式办公。

1989年6月12日，经国务院批准，日照市升格为地级市，11月5日对外正式办公。

1992年12月7日，日照市设区带县，将原属临沂地区的莒县和潍坊市的五莲县划归日照市，同时成立东港区。

1993年5月29日，设立岚山办事处，作为市政府派出机构;2004年，岚山办事处撤销，成立岚山区。

1993年8月20日，成立日照开发区，2002年2月更名为日照经济开发区;2010年4月，经国务院批准，日照经济技术开发区正式升级为国家级经济技术开发区，实行现行国家级开发区的政策。

1995年9月12日，省政府批复设立山海天旅游度假区。

2011年12月，日照市委、市政府设立日照国际海洋城工委、管委，作为行使市级管理权限的市委、市政府派出机构，并将涛雒镇整建制划归日照国际海洋城管理;同时设立日照国际海洋城投资公司，开展海洋城基础设施和公共设施的投资、建设、运营、维护。