Впервые упоминается как укрепление на р. Лтаве в 1174 году в Ипатьевской летописи. Но точно не известно, где это укрепление находилось. Во время монголо-татарского нашествия в 1240 году это поселение было практически полностью разрушено, и долгое время не встречались созвучные названия в письменных источниках.
В начале XV века впервые упоминается Полтава, которая находилась в это время под властью литовского князя Витовта, передавшего её под власть князя Александра Мамай (Глинского). В 1482 году Полтава подверглась нападению хана Крыма Менгли I Гирея. С 1503 года Полтава принадлежала князю Михаилу Глинскому. В 1508 году она была у него отобрана польским королём Сигизмундом I за участие в антипольском восстании. Однако позже всё же была возвращена семье Глинских. В 1537 году хозяином Полтавы становится зять Глинских — Байбуза. В 1630 году Полтава отдана Б. Обалковскому, в 1641 году она перешла к С. Конецпольскому, а в 1646 году — к Я. Вишневскому.
До 1569 года Полтава находилась в составе Великого княжества Литовского, с 1569 года в составе Польши, с 1667 — России.
Во второй половине ХVІ в., на Полтавщине значилось около 300 селений, среди которых были города, слободы, села, то есть эти места уже тогда массово заселялись. В XVI—XVII полтавские земли перешли под владение польских магнатов. На территории Полтавщины образовались большие владения литовцев и поляков. Но уже в 1641 году, в историческом документе Полтава была названа городом. Примерно в эти годы Полтава получила Магдебургское право, хотя феодалы и продолжали вмешиваться в дела города. В те времена, в Полтаве работали гончары, кузнецы, сапожники. В 1646 году Полтаву захватили отряды Яремы Вишневецкого. На тот момент, по официальным документом в городе числилось 812 хозяйств.
Гетманская Украина
Когда казачество начало освободительную войну против Польши, Полтава стала военно-административным центром Полтавского полка в составе Гетманской Украины (с 1648 по 1775 годы). Вся территория города была поделена на территориально-военные единицы — полки. Во время войны с Польшей, Полтава была одним из главных регионов Левобережья, ставшим надежным тылом, откуда пополнялись людские резервы и шло снабжение армии Богдана Хмельницкого. Немало выходцев из этих мест проявили себя в ходе войны (Нестор Морозенко, Мартин Пушкарь, Иван Искра и многие другие). К сожалению, в 1658 году Полтава была сильно опустошена и истощена восстанием польских магнатов с казацкой старшиной (во главе с И. Выговским), которое было все же подавлено, но оставило глубокий след на жизни города.
После Переяславской рады, Полтава вместе с тогдашней Украиной, вошла в состав Русского царства. Во время гражданской войны, на Полтаву навалилось множество татарских атак, в связи с чем, вокруг города были сооружены новые укрепления — Полтава была обнесена рвом и окружена валом. После Андрусовского перемирия 1667 года, Полтава вместе с Левобережной Украиной осталась в составе России. Впрочем, несмотря на военный конфликт, вторая половина XVII века все же стала периодом развития в сельском хозяйстве и промышленности.
Северная война
Важным историческим моментом для города, стала Северная война 1700—1721 годов между Россией и Швецией. Ключевой битвой этой войны, стала Полтавская битва, которая стала переломным моментом всего конфликта.
Именно Полтава стала на пути короля Карла XII, когда тот шел на Москву через Украину. Полтаву тогда охраняло лишь три полка российской армии. Четырехтысячное население Полтавы поддерживало российский гарнизон, под командованием коменданта города Алексея Келина. На протяжении трех месяцев город сдерживал шведскую армию, которая за все это время потеряла множество своих воинов. Этим и были созданы предпосылки победы над шведами. Решающая битва состоялась 27 июня 1709 года, когда к городу подошла шестидесятитысячная российская армия во главе с Петром I. В составе обеих армий были казацкие полки, в российской армии — во главе с Семеном Палием, в шведской — во главе с Иваном Мазепой. Результатом боя стало полное поражение Карла XII, после которого тот вместе с гетманом Мазепой сбежали в Турцию.
Культурный бум
После Северной войны город стал известен на всю Империю как город русской славы. Полтава начала активно расстраиваться, вскоре город стал одним из главных торгово-ремесленных центров Украины. В начале XIX века на Полтавщине действовало 35 промышленный предприятий, среди которых: селитренные, мыловарные, суконые фабрики, кирпичные заводы и другие.
В 1803—1805 гг. спроектирован и построен центр города — уникальный ансамбль из круглой площади, от которой лучами исходили 8 улиц. В 1811 году, в центре площади был открыт памятник «Славы», приуроченный годовщине победы русских войск над шведами. Богатая большим историческим наследием, Полтава вскоре стала центром культурной и духовной жизни Украины. С 1818 года здесь действовала известная масонская ложа «Любовь к истине», в которой состояли Иван Котляревский, В. Лукашевич, В. Тарновский и многие другие. В 1820 году открыты институт благородных девиц, духовное училище, школа садоводства, в 1840 году - кадетский корпус.
В 1818—1819 гг. в училище учился Николай Гоголь. В полтавской гимназии обучались драматург и театральный режиссер Михаил Старицкий, историк и общественный деятель Михаил Драгоманов, математик Михаил Остроградский. Здесь практически всю жизнь проработал Иван Котляревский. В 1844 году в город приезжал Тарас Шевченко. Здесь работали и творили Иван Нечуй-Левицкий, Панас Мирный, Василий Докучаев и его ученик Владимир Вернадский, врач Николай Склифосовский.
В 1891 году был возведен Полтавский краеведческий музей с уникальной архитектурой украинского барокко. В 1846 г. Полтавские интеллигенты В. Белозерский, Г. Андрузский и др. вошли в основанное в Киеве Кирилло-Мефодиевское братство. К началу 1860 года, в городе с 30 тысячами жителей были открыты женская гимназия, дневная и 5 субботних и воскресных школ. В 1900—1921 гг. в Полтаве жил и работал известный писатель Владимир Короленко. В 1903 году, 30 августа, был открыт памятник Ивану Котляревскому. На открытии были Панас Мирный, Леся Украинка, Николай Лысенко, Михаил Старицкий, Михаил Коцюбинский, Олена Пчилка и многие другие деятели культуры.
В 1909 году, к 200-летию Полтавской битвы открыт памятник коменданту А. С. Келину и доблестным защитникам Полтавы. На месте, где когда-то стояла старинная Сампсониевская башня, соорудили Белую беседку — невысокую полукруглую колоннаду, с которой открывается вид на несколько десятков километров.
Советский период
В 1917 году, после Октябских событий, в городе были сильны пробольшевистски и пророссийски настроенные члены Полтавского Совета Рабочих и Солдатских депутатов. В 17 декабря 1917 года войска Центральной Рады разогнали Полтавский Совет. Однако, затем город был захвачен Красной гвардией. Полтава вошла в зону немецкой оккупации. 27 ноября 1918 года, отряды вооруженных коммунистов вошли в город, но спустя два дня были выбиты украинскими национальными войсками. После гражданской войны Полтава вошла в состав Украинской Советской Социалистической Республики.
В 1923-37 годах было проведено несколько административных реформ, последняя из которых привела к созданию 22 сентября 1937 года Полтавской области с центром в городе Полтава.
Вторая мировая война принесла в Полтаву одни разрушения. В сентябре 1943 года, когда освободительная армия подходила к Полтаве, выяснилось немцы прочно засели в городе, пользуясь возвышениями на правом берегу Ворсклы, а также надежными укреплениями. Взять Полтаву получилось только после обхода ее с юга и севера. Во время кровопролитных боев за город, когда 53-я армия во главе с Иваном Манагаровым вошла в город, выяснилось, немцы успели уничтожить множество культурных и исторических памятников, а центр города был практически стерт с лица земли. 22 сентября в 23 часа командир 201-го стрелкового полка 84-й стрелковой дивизии майор Ермишын, на центральной площади города установил Красное знамя.
Послевоенное строительство Полтавы проводилось в пятидесятых годах, появилось телевидение, началась газификация города. В 1958 году был построен театр имени Николая Гоголя, который стал главным символом духовности города. В 1962 году запустили первые троллейбусы. В 1964 году был отстроен разрушенный при войне Краеведческий музей. В период 80-х годов на Полтавщине быстрыми темпами развивались нефтегазодобывающая, химическая, горнорудная, автомобильная, электротехническая, текстильная промышленности.
Независимая Украина
Независимость Полтава встретила с населением 314 тысяч человек, являясь важным культурным и историческим центром.