约公元前2500年(新石器时代晚期），在今温州境内已发现新石器时代文化遗址100余处，出土有石犁、石镰、石斧、石锛、石刀、石凿、石镞、石网坠、石矛及纺轮等劳动工具。尚有夹炭陶片和夹粗沙陶片。先民从事渔猎和耕作。
前475-前221年（战国时代）前333年（楚威王七年），楚威王破越国，杀越王无疆。越部分族迁东瓯定居。
前192年（西汉惠帝三年）惠帝刘盈立驺摇为东海王，都东瓯，世俗号为东瓯王。
前85年（西汉昭帝始元二年）建置回浦县治章安（今椒江市），东瓯乡属之。
138年（东汉顺帝永和三年）分章安之东瓯乡置永宁县，西犹兼处州地，户不满万。县始于瓯江北岸。是为温州建县之始。
323年（东晋明帝太宁元年），析临海郡温峤岭以南地区置永嘉郡，治所设于永宁，辖永宁，安固、横阳、松阳四县。建郡城于瓯江南岸，相传有白鹿衔花而过，故后名鹿城。是为永嘉建郡之始。
422年（南朝宁武帝永初三年）谢灵远贬宁永嘉，遍历诸县，多有题咏，成为山水诗鼻祖。前此数年，郑缉之撰《永嘉群记》，是温州最早的地主志，今存孙诒让辑本一卷。
589年（隋文帝开皇九年）永宁、安固、横阳、乐成四县合并，称永嘉县，属处州。后三年，处州改名为括州。州治设于括苍（今丽水市）。
607年（隋炀帝大业三年）改括州为永嘉郡，郡治仍于括苍。辖永嘉、括苍、松阳、临海四县，计10542户。
621年（唐高祖武德四年）改永嘉郡为括州。次年，析括州之永嘉县置东嘉州，辖永宁、安固、乐成、横阳四县。
624年（唐武德七年）乐成并入永宁，称永嘉县。
724年（唐玄宗天宝元年）改温州为永嘉郡，辖四县，共计42814户，241690口。
758年（唐肃宗乾无无年）复改永嘉郡为温州。是年，以李胥为监盐官。
914年（五代后梁末帝乾代四年）横阳改名为平阳县。
997年（北宋太宗至道三年）温州复升为州，属两浙路，领永嘉、乐清、平阳、瑞安四县。
1127年（北宋钦宗靖康二年）温州所产蠲纸，始于唐代，洁白坚滑，在北宋时列为贡品。另有漆器以精美著称，至南宋时，称“天下第一”。
1265年（南宋度宗咸淳元年）8月，升温州为瑞安府。 。
1368年（明太祖洪武元年）温州改路为府，辖永嘉、乐清、瑞安、平阳四县。
1369年（明洪武二年）设温州卫，下辖前、后、左、右、中五个千户所。是年，倭寇掠温州、乐清及中界山等地。
1602年（明万历三十年）兵器发明家、乐清人赵士祯研制成"掣电铳"、"迅雷铳"，可连发子弹。
1661年（清顺治十八年）3月，清廷为断绝沿海人民与郑成功联系，下迁界令：乐清移治大荆 ；永嘉弃茅竹岭以东地，瑞安离海5里为界；平阳内迁10界。鱼盐之利尽失，海外贸易中断。
1670年（清圣祖康熙九年）浙江省下设温处道，辖温州、处州两府。治所温州。
1685年（清康熙二十四年）10月，置浙海关于宁波，下设温州、瑞安、平阳等15个海关分口。温州分口下设状元桥、宁村、黄华、蒲岐四个旁口。
1728年（清世宗雍正六年）设置玉环厅，洞头列岛属之。至此，温州府隶五县一厅。
1840年（清道光二十年）6月，鸦片战争爆发。7月5日，英军侵入定海，温州告急。
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