قزوین یکی از کهن‌ترین مناطق تمدنی ایران به‌شمار می‌رود و بر پایه پژوهش‌های باستان‌شناسی، پیشینه سکونت در این منطقه به ۹ هزار سال پیش بازمی‌گردد. این شهر با پیشینه‌ای طولانی و میراثی غنی، یکی از مهم‌ترین کانون‌های تاریخی ایران است. بر اساس مطالعات باستان‌شناسی و داده‌های به‌دست‌آمده از تپه‌های زاغه، سگزآباد و قبرستان، قدمت سکونت در این دشت به دوران نوسنگی، یعنی حدود هزاره ششم پیش از میلاد، بازمی‌گردد. در کوهستان‌های این منطقه نیز زندگی کوهستانی مهاجمانی چون دیلمان، تبورها، دیوها و اماردها، با برخوردهای مداوم و قابل‌توجه با ساکنان متمدن همراه بوده است. بر پایه تحقیقات باستان‌شناختی در قره‌تپه سگزآباد، شواهدی از عصر آهن، هم‌زمان با دوران زندگی کوهستانی مادها، کشف شده است.
قزوین در زمان حکومت مادها یکی از نقاط مهم کشور بود و جنوب و جنوب‌غربی آن بخشی از قلمرو مادها به‌شمار می‌رفت. دژ «ماگ‌بیتو» در جنوب‌غربی قزوین، به فرمان «هانا‌سیروکا» از امیران ماد، بنا شده بود. در نیمه نخست سده نهم پیش از میلاد، این دژ مورد هجوم «آداد پنجم»، فرمانروای آشور، قرار گرفت و ویران شد.
نوشته‌های باستانی یونان قزوین را با نام «راژیا» معرفی می‌کنند و پس از آن، در نوشته‌های اروپایی، این شهر با نام شهر باستانی «آرساس» یا «آرساسیا» شناخته می‌شده است. ساسانیان نام این شهر را «کشوین» (یعنی سرزمینی که نباید از آن غافل شد) نهاده بودند و به دستور شاپور، پادشاه ساسانی، گسترش یافت. اشکانیان قزوین را به نام بنیان‌گذارش «اردپا» می‌خواندند و در برخی متون نام این شهر «قسوین» (یعنی شهری که مردمی پرصلابت و استوار دارد) آمده است. به هر روی، مورخان و باستان‌شناسان امروز قزوین را شکل عربی‌شده «کاسپین» می‌دانند و بر این باورند که قوم کاسپی، که در سواحل دریای کاسپین می‌زیستند، به‌مرور کوچ کردند و شهر قزوین را بنا نهادند. به همین دلیل در متون کهن عثمانی و عربی، دریای خزر «بحر القزوین» نامیده شده است.
بلاذری، که در اواخر سده دوم و اوایل سده سوم هجری قمری می‌زیست، در کتاب «فتوح‌البلدان» آورده است: گروهی از اهل قزوین و همچنین بکر بن هیثم نقل کرده‌اند که دژ قزوین در زبان فارسی «کشوین» نامیده می‌شود که به معنای «حد محافظت‌شده» است. ابن‌خردادبه نیز، که حدود سال ۳۰۰ هجری قمری می‌زیست، در «المسالک و الممالک» اشاره می‌کند که حصار و دژ قزوین در زبان فارسی «کشوین» نام دارد. این نام به معنای «حد مورد توجه» یا «مرز برجسته» تفسیر شده است.
علامه علی‌اکبر دهخدا بر این باور بود که نام شهر قزوین از ترکیب واژه «کزو» به معنای پسته کوهی و پسوند «ین» که نشان‌دهنده صفت نسبی است، شکل گرفته است. به این ترتیب «کزوین» به معنای شهری با پسته کوهی، یا به‌طور کلی جایی پر از درختان پسته، تفسیر می‌شود. همچنین اشاره شده که حرف «کاف» در کلمه اصلی به «قاف» تغییر یافته است.
قزوین به‌دلیل نزدیکی به قلعه الموت، که مهم‌ترین پایگاه اسماعیلیان بود، حضور اقلیت شیعه امامیه در این منطقه، و هم‌جواری با نواحی گیل و دیلم، که از مراکز قدرت زیدیه بودند، در مبارزات اسماعیلیان علیه سلجوقیان مورد توجه قرار گرفت. به همین دلیل، یکی از وقایع مهم مرتبط با قزوین در دوره سلجوقیان به نفوذ و قدرت‌یافتن حسن صباح، رهبر اسماعیلیان نزاری، در کوه‌های شمالی قزوین مربوط است. در دوره سلجوقیان و ایلخانان مغول، اسماعیلیان که با سلجوقیان می‌جنگیدند، الموت را در اختیار داشتند.
شمس‌الدین، قاضی قزوین، با مراجعه به منکو قاآن، فرمانروای مغول، در پایتخت آنان یعنی قراقروم، زمینه را برای حمله مغول به قلعه‌های اسماعیلیان فراهم کرد. این اقدامات به فتح قلعه الموت به دست هلاکوخان انجامید و حکومت ۱۷۰ساله اسماعیلیان در سال ۶۵۴ هجری قمری پایان یافت.
در زمان شاه‌طهماسب صفوی، قزوین پایتخت ایران شد و لقب «دارالسلطنه» به این شهر داده شد؛ این لقب تا عصر قاجار ادامه یافت و در بیشتر فرمان‌های پادشاهان قاجار دیده می‌شود. در دوره صفویه، شاه‌طهماسب اول با توجه به شرایط سیاسی و نظامی آن زمان قزوین را به‌عنوان پایتخت برگزید و این تصمیم اهمیت شهر را دوچندان کرد. شاه‌طهماسب صفوی در سال ۹۵۳ ه.ق، به‌علت نزدیکی تبریز به مرزهای عثمانی و آسیب‌پذیری آن و نیز دوری از خراسان و هجوم مداوم ازبکان، پایتخت را به قزوین، که در مرکز ایران قرار داشت، منتقل کرد. پایتختی قزوین تا سال ۱۰۰۶ ه.ق (حدود نیم سده) ادامه داشت و در این دوره قزوین به یکی از مهم‌ترین دوره‌های رشد و شکوه خود دست یافت. عمارت چهل‌ستون قزوین محل استقرار دولت در زمان شاه‌طهماسب و شاه‌اسماعیل دوم صفوی بود.
ژان شاردن، که در مجموع یازده سال در دوره صفویان در ایران بود (۱۶۶۴–۱۶۷۰ و ۱۶۷۱–۱۶۷۷ میلادی)، در سال ۱۶۷۴ میلادی چهار ماه در شهر قزوین اقامت کرد و درباره آن می‌نویسد:
«قزوین شهر بزرگ و زیبایی است که در دشتی وسیع، در سه فرسنگی کوه الوند، بنا شده است… دوازده هزار خانه و صد هزار تن جمعیت دارد. صد خانوار یهودی و چهل خانوار مسیحی در این شهر به سر می‌برند. میدان شاه، که اسب‌دوانی نیز در آنجا انجام می‌شود، زیباترین نقطه این شهر است… قزوین مسجد بسیار ندارد… بعد از مسجد، مهم‌ترین و مجلل‌ترین عمارات قزوین مدارسی است که طلاب علوم دینی در آن تحصیل می‌کنند… آنچه قزوین را در نظر بینندگان باشکوه و رفیع می‌نماید، کاخ‌ها و خانه‌های قصرآسای بزرگان و اعیان شهر است که همه تماشایی و دیدنی است… اما این شهر نسبت به شهرت و عظمتش باغ و بستان زیاد ندارد، زیرا هم خاک دشتی که شهر در آن بنا شده شنی است و هم آبش کم است. برخی از کشتزارهایش از آب شاخه کوچکی از شاهرود آبیاری می‌شود. کاریزهایی نیز دارد. آب آشامیدنی بیشتر مردم از چاه‌هایی که غالباً بیش از سی پا گودی دارد تأمین می‌شود. آب این چاه‌ها خنک اما سنگین و بی‌مزه است. کمبود آب، گذشته از این‌که بزرگ‌ترین مانع رشد کشاورزی و توسعه باغ‌ها و بوستان‌هاست…»
قزوین شاهراه اقتصادی جاده ابریشم بود و سال‌ها محل گذر تجار و بازرگانانی بود که کالاهای خود را از شرق به غرب می‌بردند. نزدیک ۱۱ درصد از گستره شهر امروزی قزوین را گستره تاریخی آن تشکیل می‌دهد که بسیاری از آثار مهم تاریخی، از جمله نخستین خیابان سپه در ایران، در آن ساخته شد. منطقه تاریخی قزوین بسیاری از بازارها، مدارس، سراها و کاروانسراها را در بر می‌گیرد. از آثار کهن و باستانی گوناگون می‌توان به قلعه سمیران، کاروانسرای سعدالسلطنه، مسجد جامع قزوین، میمون‌قلعه، حمام قجر، آب‌انبار سردار، پیغمبریه، کاخ چهل‌ستون، امام‌زاده حسین و کلیسای کانتور قزوین اشاره کرد.
قزوین شهری فارسی‌زبان است و زبان مادری بیشتر اهالی آن فارسی با لهجه خاص قزوینی است. زبان‌های تاتی، گیلکی و آذری نیز در قزوین رواج دارد. با وجود حضور تات‌ها، گیلک‌ها و آذری‌ها در شهر قزوین، بیشتر آنان بومی خود شهر نیستند و از نقاط گوناگون ایران و استان قزوین به این شهر آمده‌اند.
قزوین پایتخت بزرگ خوشنویسی ایران است و از خوشنویسان معروف خط پارسی می‌توان به میرعماد قزوینی اشاره کرد.