西汉时期，海口分属珠崖郡的瞫都、玳瑁、珠崖三县（其治所均在今海口市境内），后珠崖郡被汉王朝废弃。唐高祖时期分属于崖州的舍城、颜卢、琼山三县，后分属于崖州的舍城县、颜城县和琼州的琼山县（其治所均在今海口市境内）。明洪武三年（1370年）称海口都，十七年（1384年）设海口千户所，二十八年（1395年）年筑海口城池，称海口所城，至清末不变。民国初年，时称海口港。宋元明清至民国初期，海口基本属琼山县管辖。1926年12月9日，广东省批复设立海口市政厅，“习惯上始称海口市”，辖有第一、第二、第三警察区。1929年8月，改市政厅为市政局。1931年2月，复隶琼山县，设立警察区署进行管理。1949年8月7日，海南特别行政区行政长官公署代国民政府行政院内政部决定，从琼山县划出6个乡镇和部分村庄设立海口市政筹备处，筹备处隶属行政长官公署。1950年4月23日海口解放，市政筹备处自行消亡。1950年6月1日，海口市人民政府成立。1958年12月，琼山县并入海口市。1959年10月，琼山县恢复。1974年，中共广东省委通知将海口市恢复为省辖市，实行省、地双重领导。1988年4月13日，海南建省办经济特区，海口市为海南省省会。1990年11月，经国务院批准，设立振东、新华、秀英3个市辖区（县级）。2002年10月16日，经国务院批准，撤销琼山市和海口市振东区、新华区、秀英区，以原琼山市和海口市原秀英区、新华区、振东区的行政区域组成新海口市，设立秀英、龙华、琼山、美兰4个区。