公元前279年，楚國大將莊硚進入滇池地區，建立滇國。 前221年，秦始皇統一六國，在云南東北部設立郡縣（今曲靖），并開五尺道聯系內地。 前109年，漢武帝派將軍郭昌入滇征服西南夷，設立益州郡和24個縣，郡治滇池縣（今曲靖），開辟通往緬甸和印度的商道。 三國時期，225年，蜀國丞相諸葛亮率大軍降服“南中”大姓孟獲。 320年代，爨氏入滇，爨琛在昆川（今曲靖）稱王，爨氏統治維持400年。 南詔國和大理國唐朝時，738年，洱海地區的蒙舍詔部落首領皮羅閣兼并其他五詔，建立南詔國，被唐朝封為云南王。次年建都太和城（今大理市）。 902年，南詔國權臣鄭買嗣奪位自立，改國號大長和。 929年，趙善政滅大長和國，建立大天興，次年東川節度使楊干貞滅大天興國，改國號大義寧。 937年，白族段思平滅大義寧，建立大理國，都城大理。疆域包括現在的云南省，貴州省，四川省西南部，緬甸北部地區，以及老撾與越南的少數地區。 元明清時期，1253年，忽必烈派蒙古軍隊征服大理國，1276年正式建立云南行省。色目人賽典赤任平章政事，省會中慶路（昆明）。在云南開發重要的銅礦和銀礦，產量占全國一半以上。大批色目人及少量蒙古人移居云南，形成今天的回族和蒙古族。 1381年，明朝洪武皇帝派大將傅友德、沐英率軍隊攻占云南，滅元朝梁王，漢族移民開始大批進入云南。 明朝末年，南明永歷皇帝逃亡到云南。 清朝初年，1659年，派平西王吳三桂追捕永歷。 1662年吳三桂從緬甸抓回永歷皇帝，在昆明絞死。吳三桂駐守云南。 1856年－1873年，云南回民以大理為中心建立了杜文秀政權。戰后，云南回族人口大量減少。 晚清時期，英國征服緬甸，法國征服越南，兩國勢力對云南產生一定影響。邊境地區開放了幾處通商口岸：騰沖、蒙自、思茅。 1910年，法國投資的滇越鐵路（昆河鐵路）通車。 1909年，清朝實行新政，云南編立新軍，成立陸軍講武堂。 清朝以后，1911年10月30日（重陽節），蔡鍔、唐繼堯率新軍發動重九起義，脫離清朝。 1915年12月25日，蔡鍔、唐繼堯又在此發動反對袁世凱的護國運動。 民國時期，滇軍在云南形成割據局面，先后有唐繼堯、龍云、等統治云南。 抗日戰爭期間，1938年，付出極大代價的滇緬公路修通，成為中國與境外聯系唯一的交通線。 1942年有10余萬中國遠征軍從云南進入緬甸配合英軍與日軍作戰，日軍擊敗英軍，沿滇緬公路進至惠通橋，隔怒江與中國軍隊對峙2年。 1938年－1946年，清華大學、北京大學、南開大學在昆明聯合辦學，稱為國立西南聯合大學。 1960年代三線建設（將工廠搬到京廣鐵路以西、長城以南、韶關以北內陸地區）時期，修通了聯系云南與內地的鐵路，1966年貴昆鐵路通車，1970年成昆鐵路通車，1997年南昆鐵路通車。