自秦始皇三十三年（公元前214年）广州建城开始，此后历经赵佗城、兴王府、宋元三城、明代三城合一。至明朝，广州城区已扩至珠江，形成了后倚观音山，南临珠江之势。清代，城垣无大发展。民国时期，1918年广州市政公所成立，致力于拆城墙、筑马路，到1920年代广州变为“无城之市”，而此时兴起的骑楼街则构成了广州新的城市风貌。

南海郡尉任嚣所筑番禺城是广州城的雏形。汉初，赵佗建立南越国，定都番禺，把任嚣城扩展为周长5公里的“越城”，也称“赵佗城”。赵佗城大约北至今越华路，南至西湖路，西至广卫路黄鹂巷、华宁里，东至广州农民运动讲习所旧址西侧。这是自南海郡尉任嚣始建番禺城后的第一次较大规模的城区拓展。

三国时期，岭南为东吴属地。一天，交州刺史步骘来到番禺登高胜揽，看到大海一片茫茫，俯视原野湖泽，殷富丰盛，叹道：“这里真是海岛上的肥沃之地，是宜于建立都城的地方。”于是报请孙权批准，在原赵佗城的基础上修筑城廓，古城得以恢复和扩建。焕然一新的广州城被称为“步骘城”。此城东界在今仓边路，西达华宁里，北抵越华路，南至西湖路以北。东汉建安二十二年（217年），步骘将交州刺史治所从广信迁到番禺。这在广州历史上是一件大事，史称“步骘迁州”。

南汉国诸帝，从烈祖刘隐到后主刘鋹，都热衷于大兴土木，营建兴王府。唐天祐二年（905年），刘隐就任清海军节度使。翌年即着手扩建广州城。凿平禺山，向南扩建城池，称为“新城南”，城南直抵珠江边，使广州城的规模超越了800年来的规模。刘隐死后，其弟刘岩继任节度使，917年建立南汉国后，按照唐朝都城建制营建兴王府，包括宫城、皇城和郭城。宫城位于今中山路以北的北京路原市儿童公园一带，建有乾和殿，筑昭阳殿、文德殿、万政殿等宫殿。宫城之南为皇城，大体以今中山路以南、西湖路以北的北京路地域为中轴，设置中央行政机构与事务机关。皇城之南为郭城，布列中轴大街左右的坊市，称“左街”、“右街”，是人口稠密的居住区，并仿唐都长安的管理体制设立左右街使。郭城南门面向珠江，称鱼藻门。城南凿西湖，亦称仙湖。西部城区有万商云集的蕃坊，区内水域成网，风景优美，刘氏王室将其辟为园苑，亦有不少富户在此设置私家园林。东城与北郊为官僚、贵族居住区。东城以北，在唐代甘溪基础上辟为御苑。越王台改游台，筑呼銮道直通台前。在河南修建了不少离宫坛庙，在今隔山、乌龙岗一带高地修筑郊坛，在今前进路南万松园一带台地上修建刘王殿。将城东南方一带（今番禺新造镇北亭）辟为王陵园区。除了兴王府城附近，刘汉王朝在广东各地还建了一批行宫、离宫，以便游猎。南汉国立国时间虽然只有50多年，但在封建社会发展史上，是以继承唐文化为基础，以集岭南之财力为供给，加之以称帝之尊不受封建规制约束，故对兴王府的营建有令人瞩目的成就，开创了广州城市园林建设的新局面。

北宋初，因战事和飓风侵袭，广州城墙已显残垣断壁，毫无防御能力。庆历五年(1045年)，以五代南汉的旧城为基础修“子城”，也称“中城”，位置约在今吉祥路、中山路、越华路、小北路一带。然而，此时广西侬智高率兵在广西广源州起兵反宋，连破九郡，进攻广州城。皇佑四年（1052年），修缮一新的子城便遭遇了这场战火。侬兵围攻广州城长达57天，子城以西的繁华商业区被洗劫一空，“独广州子城坚定，民逃于中获生者甚众”。首要原因是“子城”西面所筑的城墙是砖料城墙。此事让朝廷认识到城墙拱卫广州城的重要性。自此，广州进入城市大规模扩建时期。熙宁元年(1068年)，朝廷拨500道空名度牒 作为筑城经费，在广州子城东面、赵佗城固基上以砖料加建城墙。熙宁六年(1073年)，宋神宗令左藏库副使张节爱与广州刺史程师孟共同主持筑西城。至此，广州已形成三重城墙围绕的城市空间格局，即中城、东城、西城组成的“宋元三城”。全城东至今越秀路、北至越秀山、西至今人民路，南至今一德路、万福路一线，周长10公里多。

明朝对广州城进行过多次改造和扩建。洪武三年（1370年），拆除了原“三城并立”中间的城墙，填埋了部分濠池，“三城合一”，解决了交通不便等问题。洪武十三年（1380年），永嘉侯朱亮祖认为“三城合一”后的城区仍狭，因而“辟东北山麓以广之”、“拓北城八百余丈，建立五层楼，为会城壮观”。此后，清嘉庆四十三年(1563年)又加筑外城。此时，广州城的范围已扩展至北抵观音山，南抵珠江边，东至大东门，西达西濠，从而形成了旧城中心区的轮廓，周长约21里，设八门 。城市规模的扩展，使观音山的一部分进入城区范围，再加上6条溪水环城而流，呈现六脉通海、青山入城的胜景。明清时期对外贸易的繁荣，又加速了西关、“河南”的开发建设。