Bytom bez wątpienia jest jednym z najstarszych miast Górnego Śląska. Pierwsze wzmianki o osadzie Bitom pochodzą z lat 1123-1125 z zapisu kardynała Idziego o dochodach opactwa benedyktynów w Tyńcu pod Krakowem. Na jego mocy zakonnicy mogli pobierać tu opłaty targowe i prowadzić dwie karczmy. Jednak według wykopalisk archeologicznych gród istniał na tym terenie już w XI wieku.

Pierwotna lokalizacja Bytomia wybrana została ze względów obronnych, na naturalnym wzniesieniu, wzgórzu św. Małgorzaty. Opływająca je rzeka Bytomka i podmokłe łąki stanowiły świetną gwarancję bezpieczeństwa. Dzisiejsze umiejscowienie miasta to efekt rozwoju osadnictwa w związku z lokalizacją przy szlaku kupieckim Wrocław-Kraków i powstania w tym miejscu kolejnej ważnej osady handlowej. Podział dzielnicowy po śmierci Bolesława Krzywoustego sprawił, że Bytom wszedł w skład dzielnicy senioralnej. Dziedziczący ją Bolesław Kędzierzawy już ok. 1170 roku ufundował na wzgórzu Małgorzaty murowany kościół.

W połowie XII w. gród był już najważniejszą miejscowością w okolicy, ośrodkiem terytorialnej kasztelni. Jednak aspiracje jego władcy, Mieszka Plątonogiego do zaanektowania Krakowa naraziły Bytom na liczne najazdy, w skutek których został on doszczętnie spalony i zniszczony. Odbudowano go z inicjatywy „winowajcy” ok.1200 roku i wtedy też ziemia bytomska została odłączona od Małopolski i przyłączona do Śląska.

Przełomem w historii Bytomia było zezwolenie przez Władysława, księcia opolsko – raciborskiego na lokację miasta na prawie magdeburskim. Miało to miejsce w 1254 roku i od tej pory dawna osada na wzgórzu Małgorzaty zaczęła tracić na znaczeniu na rzecz szybko rozwijającego się miasta. 

W 1258 roku franciszkanie, którzy osiedlili się tutaj, wznieśli swój kościół i założyli klasztoroku. Po śmierci Władysława księstwo zostało podzielone pomiędzy jego czterech synów. Powstało księstwo bytomskie, którego pierwszym włodarzem został Kazimierz Bytomski. Poparł on króla czeskiego Wacława II i złożył mu hołd lenny w 1289 roku Widać Władysław Łokietek nie zdobył jego szacunku i zaufania.

Bytomska linia Piastów wygasła w 1355 roku , wraz ze śmiercią księcia Bolka. 14 lat później nastąpiło rozdrobnienie księstwa oraz podział zamku. W 1430 roku Bytom został zdobyty przez Husytów. Tego okresu nie sposób zaliczyć do udanych, miasto spustoszyły dwa pożary ( w 1475 i 1515 roku ) w wyniku których przestał istnieć miedzy innymi zamek książąt bytomskich. Kolejne lata też nie były łaskawe dla Bytomia. Długa choroba ówczesnego władcy, Jana II Dobrego doprowadziła do oddania grodu we władanie austriackich Habsburgów. Aktualni właściciele nie cenili sobie w szczególny sposób nowego nabytku, gdyż już w 1606 roku oddali go w zamian za długi Łazarzowi Henckel von Donnersmarck. Już dwadzieścia trzy lata później Bytom stał się dziedziczną własnością rodziny Henckel von Donnersmarck a w 1697 roku zyskał status Wolnego Państwa Stanowego.Od tej pory miasto było na podstawie specjalnych przywilejów wyłączone z ogólnej administracji i jurysdykcji. Jego właściciele podlegali bezpośrednio cesarzowi, z pominięciem książąt i starostw. Wolni panowie mieli swoje forum sądowe tylko przed panującymi izbą apelacyjną i zasiadali w sejmie śląskim w kurii książęcej. 

Czasy pierwszej wojny śląskiej (1740-1742) przyniosły przyłączenie Bytomia do Prus. Toczące się wojny Prus z Napoleonem wyniszczyły miasto, swoje skutki „dołożyły” też epidemie cholery i tyfusu. 
Jednak początek XIX w to również reforma administracyjna i powołanie do życia wielu ważnych zakładów przemysłowych. W 1821 roku postała huta cynku Klara, 17 lat później Rosamunda, w 1831 kopalnia rudy żelaza Magdalena, po niej Pokój (1835) i Zgoda (1838). W drugiej połowie XIX w. Bytom jako ośrodek przemysłowy ugruntowywał swe znaczenie. Fedrować zaczęło kilka kopalni węgla kamiennego, a co za tym idzie, radykalnie zwiększała się liczba ludności. W 1860 roku Miasto to było już najliczniejszym pod względem mieszkańców powiatem państwa pruskiego. 

Mimo tego, że pod jurysdykcją pruską, Bytom stał się w tym czasie centrum polskiego ruchu narodowego. Powstawały organizacje narodowe, kulturalne, polityczne, swoje miejsce znajdowały tu polskie wydawnictwa. W 1895 roku Józef Tucholski założył w Bytomiu Towarzystwo Gimnastyczne „Sokół”, w 1905 swa działalność rozpoczął chór „Jedność” a w 1918 powstał podkomisariat Naczelnej Rady Ludowej, organizacji popierającej pokojowe przejęcie ziem zaboru pruskiego przez odradzające się państwo polskie. 1919 to rok założenia w mieście Głównego Komitetu Wykonawczego Polskiej Organizacji Wojskowej Górnego Śląska. Rok później, w dniach 27/28 maja miał miejsce nieudany atak niemieckich bojówek na Hotel Lomnitz, siedzibę Polskiego Komisariatu Plebiscytowego, którym kierował Wojciech Korfanty.

Czas powstań śląskich to duża aktywność polskich patriotów. W 1919 roku powstańcy próbowali opanować koszry Reichswery oraz przejąć wojskową centralę telefoniczną w hotelu Skrocha. To właśnie w Bytomiu podpisano umowę kończącą II powstanie śląskie. Podczas III powstania pułk Czesława Paula na krótko zajął miasto poprzez atak z Rozbarku i Miechowic, jednak rozjemcze wojska francuskie wyparły zdobywców z zajętych ziem. Nie zmieniło to faktu, że powstańcy blokowali miasto prawie przez cały okres powstania i udało im się nawet zająć dworzec kolejowy. Po plebiscycie większa część miasta i powiatu znalazła się jednak w granicach Niemiec. 

Po II wojnie światowej, 27 stycznia 1945 roku Bytom został zdobyty przez oddziały Armii Czerwonej. Rozgrabiono wtedy część obiektów przemysłowych, a mężczyzn w przedziale 16 – 50 lat internowano i wywieziono do ZSRR. Oficjalne przekazanie miasta polskiej administracji miało miejsce 18 marca 1945 roku a 17 października wybrano Miejską Radę Narodową. 

W marcu 1951 roku zlikwidowano powiat bytomski, gminy Miedary, Stolarzowice, Wieszowa i Zbrosławice przyłączono do powiatu tarnogórskiego a Bobrek – Karb, Łagiewniki, Mechowice i Chruszczów (Szombierki) stały się dzielnicami Bytomia. Na mocy kolejnej reformy administracyjnej z 1975 roku klejnymi dzielnicami stały się Górniki, Radzionków, Stolarzowice i Sucha Góra. 

W 1998 roku od Bytomia odłączył się Radzionków, zyskując prawa miejskie.Obecnie wchodzi w skład powiatu tarnogórskiego.Od 2007 roku Bytom wszedł w skład Górnośląskiego Związku Metropolitalnego.