济源历史悠久，在远古时代就有人类活动，至今保存多处旧石器、新石器、仰韶、龙山等时期的文化遗址和遗存。
夏朝，曾作为都城称“原”。少康中兴，十八年迁都于原（现济源火车站一带），其子帝抒居原，曾在此实施对夏王朝的统治。 共6张 济源
商代，属向国、召国。
西周、东周，属原、樊、向、苏、单等诸侯国。芮侯（现瑞村）、毛公（现邵原毛田）、邵公（现邵原）均曾食邑于此。
春秋战国，先属郑国，后属晋国，再后属韩、魏。古轵国一度成为韩都。
秦代，置轵县。
汉代，分属轵县、波县、沁水县地。
三国，分属轵县、沁水县，属魏国河内郡。
西晋，分属轵县、沁水县，属河内郡。
东晋，济源属前秦。济源为东魏、西魏两国交界之地。东部辖轵、沁水县，属东魏。西部属西魏，设邵郡。辖苌平县。
北周、北齐，沁水县并入轵县，改苌平县为王屋县。
隋开皇十六年（公元596年），析轵县北置济源县，这是历史上第一次用济源名称设县。大业三年，属河内郡。
唐武德二年（620年），济源升为西济州，境内先后设立轵县、湨阳（今梨林苗店）、燕川（今克井大社）、邵原（今邵原镇）、长泉（今下冶长泉）、大基（今坡头蓼坞）等县。
唐末，境内为济源、王屋、河清县地。济源属孟州，王屋、河清属河南府。
北宋，境内有济源、王屋、河清县，属孟州。
金，设济源、王屋县。属孟州。 济源在河南省的位置
元，王屋县并入济源县，属怀庆路孟州。元太宗六年（1235年），济源县升为原州，七年，州废，复为县。
明清，境内数县并入济源县，改属怀庆府。
民国二年（1913年），改属豫北道。民国三年（1914年），改属河北道。民国十六年（1927年），直属河南省。民国二十一年（1932年），改属河南省行政督察第四区。民国三十一年（1942年）7月，豫北道济源县抗日民主政府成立。民国三十二年（1943年）春，王屋县抗日民主政府成立。民国三十五年（1946年），抗战胜利后，抗日民主政府更名为济源县民主政府。民国三十六年（1947年）7月，撤销王屋县，将王屋县的一、三区划归济源。民国三十八年（1949年）8月，属平原省。