Гуанчжоу — один из 24 исторических городов Китая, с более чем 2000-летней историей. По малодостоверной легенде, город был основан в 862 году до н. э.
В конце XIX — начале XX веков Гуанчжоу был местом ряда неудачных восстаний против властей империи Цин, которые стали предтечей Синьхайской революции. После свержения монархии Гуанчжоу стал оплотом революционных властей, центром противостояния северной монархической реакции. В 1921 году республиканские власти, следуя путём вестернизации, выделили урбанизированные части уездов Паньюй и Наньхай, и объединили их в отдельную административную единицу: город Гуанчжоу (это был первый случай, когда в Китае появился «город» в западном смысле этого слова).
Во время второй японо-китайской войны Гуанчжоу был захвачен японским десантом в октябре 1938 года, и оставался под японской оккупацией до конца войны в 1945 году.
После Второй мировой войны Великобритания и Франция официально отказались от экстерриториальных прав в Китае, и в 1946 году англо-французский сеттльмент был упразднён.
Войска китайских коммунистов вошли в Гуанчжоу на завершающем этапе гражданской войны, 14 октября 1949 года. Гуанчжоу стал городом провинциального подчинения. В 1960 году под юрисдикцию властей Гуанчжоу были переданы уезды Хуасянь и Цунхуа, а в 1975 году — уезды Паньюй и Цзэнчэн.
Постановлением Госсовета КНР от 20 мая 1992 года уезд Паньюй был преобразован в городской уезд.
Постановлением Госсовета КНР от 18 июня 1993 года был расформирован уезд Хуасянь, а вместо него создан городской уезд Хуаду.
8 июля 1993 года в городском уезде Паньюй была образована зона экономического и технологического развития «Гуанчжоу Наньша».
Постановлением Госсовета КНР от 8 декабря 1993 года уезд Цзэнчэн был преобразован в городской уезд.
Постановлением Госсовета КНР от 26 марта 1994 года уезд Цунхуа был преобразован в городской уезд.
Постановлением Госсовета КНР от 21 мая 2000 года городские уезды Паньюй и Хуаду были преобразованы в районы городского подчинения.
Постановлением Госсовета КНР от 28 апреля 2005 года зона экономического и технологического развития «Гуанчжоу Наньша» была выделена в отдельный район городского подчинения Наньша.
Постановлением Госсовета КНР от 12 февраля 2014 года городские уезды Цзэнчэн и Цунхуа были преобразованы в районы городского подчинения.