根據(jù)考古資料，孟州在新石器早期，就有人類在此居住。裴李崗文化、仰韶文化、龍山文化在孟州較為廣大的地區(qū)都有發(fā)現(xiàn)。 進入奴隸社會，孟州在商、周前為冀州南境。

商代帝乙、商辛?xí)r建都朝歌，為幾內(nèi)地。

周武王姬發(fā)伐紂，會八百諸侯于黃河北岸（今洛陽吉利區(qū)，1979年前為孟州轄地）渡口因謂之盟津，又稱富平津。周初這里稱“盟”稱“向”。春秋時期，周恒王以此地與鄭國，故亦為鄭地。晉文公重耳定王室有功，周襄王以此地賜晉，于是晉始啟南陽（太行山以南，黃河以北的地區(qū)，包括今天的焦作、新鄉(xiāng)和濟源市），孟州為南陽的一部分，稱河陽。戰(zhàn)國屬魏，為垣雍地。東周都洛陽，為幾內(nèi)地。

秦屬三川郡北境，為河雍縣的一部分。

漢武帝元封五年（前106年）分天下為十三部，始稱河陽縣，隸河內(nèi)郡。 新莽改稱河亭縣。 東漢稱稱河陽縣，魏、晉、北魏均稱河陽。

北魏太和中至東魏元象元年（公元538年）先后筑河陽三城，河陽三城遂為洛陽以北軍事重鎮(zhèn)。北齊廢河陽縣，額稅分屬溫、軹二縣，河陽三城為軍戍重地。 隋開皇十六年（公元596年）重置河陽縣，屬懷州。 唐武德初改為大基縣，置河陽宮。武德三年（公元620年）析置谷旦縣，尋省。武德四年置盟州，八年廢，仍稱河陽縣。

咸亨五年（公元674年）復(fù)置大基縣，屬洛州。玄宗朝以諱復(fù)為河陽縣。開元初，為東京幾邑，屬河南府，其稅權(quán)隸河陽三城。

建中二年（公元781年）置河陽三城節(jié)度使，割河南四縣[溫（今溫縣）、汜水（今滎陽市一帶）、濟源、河清（今孟津縣）]租賦入河陽三城使。武宗會昌三年（公元843年），升河陽為孟州，領(lǐng)河陽、濟源、溫、汜水、河陰五縣為屬邑，隸河北道，河清還河南府。 五代、北宋仍為孟州。

徽宗政和二年（1112年）改屬濟源郡，屬京西北路。

金天會六年（1128年）仍為孟州，設(shè)防御使，守盟津。宣宗朝設(shè)經(jīng)略司，領(lǐng)河陽、王屋、濟源、溫四縣，屬河?xùn)|南路。 元仍為孟州，領(lǐng)縣如故。憲宗八年（公元1258年）設(shè)司侯司。

至元三年（公元1266）省王屋入濟源，并司侯司入河陽縣。孟州領(lǐng)河陽、濟源、溫三年，隸懷慶路。 明洪武初，仍為孟州，省河陽，領(lǐng)溫、濟源二縣。

洪武十年（1377年）改州為縣，始稱孟縣。

中華民國元年，直屬河南省。

1913年屬河南豫北道；1914年改屬河北道。

1927年道廢，屬河南省第四行政督察區(qū)。 1945年9月4日，孟縣第一次解放，

1947年7月7日最后一次解放。孟縣屬晉冀魯豫邊區(qū)太岳第四行政公署轄。 1948年5月，華北人民政府成立，孟縣屬華北區(qū)太岳四行署轄。

1949年8月20日新設(shè)平原省，孟縣屬平原省新鄉(xiāng)專區(qū)。

1952年冬，撤銷平原省，孟縣屬河南省新鄉(xiāng)專區(qū)轄。

1978年冬，吉利公社劃歸洛陽市轄。

1986年初，撤銷新鄉(xiāng)地區(qū)，孟縣屬河南省焦作市轄。

1996年5月20日，經(jīng)國務(wù)院批準，孟縣撤縣建市，重新設(shè)立孟州市，所轄區(qū)域不變。