اين استان بدون وقفه در ادوار مختلف تاريخ مورد سكونت قرار گرفته است،  شواهد و مدارك باستان شناختي نشان مي دهد اين منطقه از اولين زيستگاه هاي انسان اوليه به شمار مي رفته و يكي از مراكز مهم جمعيتي در زاگرس مياني محسوب   مي شده است. تمامي مراحل و ادوار زندگي انسان از عهد حجر تا دوره هاي تمدني پيش از تاريخ و سپس تا تشكيل  حكومت هاي بزرگ سير تطاور خويش را در اين محدوده طي كرده است. به طوريكه غار شكارچيان بيستون نكات جالبي را درباره سابقه زندگي بشري در دوران پارينه سنگي در ايران روشن مي دارد.

پس از اين دوره در حدود 9 هزار سال پيش به علت گرم شدن هوا انسان غار را ترك كرده و روي به يكجانشيني مي آورد كه اين حركت موجب زراعت و دامپروري و براثر آن روستا نشيني مي شود كه بدون شك نخستين روستاها در اين استان شكل گرفته كه از جمله آنها مي توان گنج دره هرسين،  گاكيه و تپه سراب اشاره كرد. انسان هاي پيش از تاريخ گنج دره جزء نخستين انسان هايي هستند كه در ايران سفالگري را اختراع كرده و روي به فعاليت هاي صنعتي آورده اند.

در هزاره چهارم پيش از ميلاد استان كرمانشاه يكي از مراكز مهم تجاري و بازرگاني بوده و بازرگانان آن با بازرگانان شوشي و بين النهريني به داد و ستد و مبادله كالا مبادرت مي ورزيدند. حضور بازارهايي در گودين كنگاور و چغاگاوانه اسلام آباد از آن دوره شاهدي بر اين مدعا است.

به استناد كتيبه هاي بابلي و آشوري،  ساكنان زاگرس اقوام لولوبي و گوتي بودند. اين مردمان سخت كوش و شجاع به منظور حفاظت از اين خطه مرتب با بين النهريني ها در جنگ و ستيز بوده اند كه در اين امر به پيروزي هاي چشمگيري نيز نايل شده اند و از آن پس دره هاي زاگرس قرن ها مركز تمدن و حكومت هاي ايراني و بين النهريني بوده كه سرانجام عنصر ايراني تمدن خود را بر اين سامان غالب ساخت. حضور نقش برجسته‌هاي‌ اين اقوام در سرپل ذهاب كه يكي از قديمي ترين نقش برجسته هاي خاورميانه محسوب مي‌شود بيانگر اين موضوع است.

منطقه كرمانشاه به واسطه همجواري با دولت آشور،  پيوسته در معرض تهاجم دولت مقتدر آشور بود و شاهاني چون تيكلات پليسر،  شلمانصر سوم،  بارها به محدوده كرمانشاه لشكركشي كرده اند در كتيبه هاي به جا مانده از آشوريان از سرزمين هاي پارسوا،  زكروتي،  مادي ها و سرزمين نيشاني نام برده شده است،  نيشاني سرزميني است كه به اطراف كرمانشاه و ماهيدشت كنوني اطلاق مي شد و به واسطه مراتع معروف خود براي پرورش و نگهداري اسب شهره بود. در سالنامه هاي آشوري از شهري به نام الي پي نام برده شده كه مورخان آن را بين كرمانشاه و همدان تشخيص داده اند و برخي ديگر از مورخان آن را در محل فعلي كرمانشاه معرفي كرده اند.

با شكل گيري حكومت ها،  اين خطه نيز يكي از مراكز مادي محسوب مي شده است كه از اين دوره يادمان هايي با ارزش چون دژ گودين در كنگاور برجاي مانده است. در اين دوره كرمانشاه يكي از شاهراهاي حياتي ايران بوده و جاده اكباتان به بابل از اين استان عبور مي كرده است.

در دوره هخامنشي با عبور جاده شاهي كه يك رشته آن اكباتان را به بابل وصل مي كرد بر رونق و آباداني اين منطقه افزوده شد. پس از انقراض هخامنشيان،  در دوره سلوكي مناطقي از كرمانشاه چون بيستون و دينور محل حضور كلني هاي يوناني بوده ولي ديري نپائيد كه اشكانيان آنان را شكست داده و در اين منطقه حضور پيدا كردند. نقش برجسته‌هاي اشكاني در بيستون بيانگر اين موضوع است. در اين دوره بيستون يكي از مراكز مهم دوره اشكاني محسوب مي شده است.

استان كرمانشاه در دوره ساساني بيش از هر دوره ديگري از اعتبار و رونق خاصي برخوردار بوده است. اين منطقه همواره مورد توجه شهرياران ساساني بوده و به علت نزديكي با تيسفون پايتخت آنها،  ايام تابستان را در قصور ييلاقي اينجا مي گذرانده اند. در اخبار مورخان اسلامي به كرات آمده كه خسرو اول در نواحي تاق بستان قصوري ساخته بود كه در آنها از فغفور چين وراي هند و قيصر روم و ديگر حكمرانان روزگار پذيرايي كرده است.

با احداث شهرهايي چون حلوان در اين سو و سياست شهرسازي پادشاهان ساساني در غرب كشور كه به بنياد شهر كرمانشاه منجر گرديد. اين حوزه بيش از پيش اعتبار يافت و شاهان ساساني با ايجاد پل هايي بر روي رودخانه ها و بناهاي عام المنفعه رفاه و رونق اقتصادي را براي مردم اين ديار به ارمغان آورده بودند.

با شكست ساسانيان توسط مسلمين،  مردم اين منطقه برخلاف برخي مناطق ديگر جزء اولين مردماني بودند كه به دين مقدس اسلام ايمان آورده و به ترويج آن پرداختند.

مسجد عبدالله بن عمر در ريجاب كه يكي از قديمي ترين مساجد صدر اسلام است. يادگاري از آن زمان مي باشد. از دوران آرامگاهي از ياران وفادار پيامبر اسلام كه در جنگ ها وي را ياري مي كردند به يادگار مانده كه مي توان به آرامگاه ابودجانه در ريجاب اشاره كرد. در دوره خلفاي عباسي كرمانشاه يكي از چهار شهر مهم و معتبر ولايات جبال بود. هارون‌الرشيد خليفه معروف عباسي بدين سامان توجه خاصي داشت،  به طوريكه سياحان و جهانگردان از آباداني و زيبايي شهر ياد مي كنند.

ابن حوقل و استخري از شهر كرمانشاه به عنوان شهرستاني زيبا كه اشجار و آب فراوان دارد ياد مي كنند. مقدسي اين شهر را به همراه شهرهاي همدان،  ري و اصفهان جزء چهار شهر معروف ايالت جبال معرفي مي كند.

در سده سوم هجري كرمانشاه در قلمرو و حكومت صفاريان قرار داشت. در قرن چهارم سلسله كوچكي از اكراد بنام حسنويه  در ولایات  غرب استقلالي پيدا كردند، مؤسس اين سلسله حسنويه كه معروفترين اين خاندان نيز هست نزديك پنجاه سال حكمراني كرد و قلعه بزرگ سرماج را مقر خود نمود. در سال 441 سلطان طغرل سلجوقي صد هزار سپاهي به تسخير قلعه سرماج فرستاد كه پس از چهار سال موفق به تسخير قلعه گرديد. در سده ششم هجري سلطان سنجر سلجوقي،  كرمانشاهان و توابع آن را در حوزه حكمراني برادر زاده خود سليمان شاه ملقب به « ‌ايوه » قرار داد. در سده هفتم كرمانشاهان همچون مناطق خراسان و ديگر بخش هاي ايران از هجوم مغول آسيب فراوان ديد به طوريكه سپاهيان هلاكو در اين منطقه قتل و غارتي فجيع به عمل آوردند ولي در اواخر دوره ايلخاني در زمان حكومت ابوسعيد اين خطه مورد توجه قرار مي گيرد به طوريكه در زمان حكومت وي شهر سلطانيه چمچمال نزديك بيستون احداث گرديد. در اين زمان همان طوريكه حمدالله مستوفي اشاره مي كند كرمانشاهان يكي از ايالت هاي 16 گانه كردستان بوده است.

در قرن نهم و اوايل قرن دهم هجري كرمانشاه مورد تجاوز عثمانيان واقع مي گردد. در اين زمان هرسين و ماهيدشت حكومت نشين بوده ولي از كرمانشاهان نامي پيدا نيست.

در زمان صفويه كرمانشاهان اهميت و اعتبار زيادي پيدا كرد در دوره سلطنت شاه طهماسب اول حكومتي بنام كلهر و در زمان شاه صفي حكومتي تحت عنوان سنقر و كلهر در اين حدود تشكيل شد و به خوانين زنگنه تفويض گرديد. در حقيقت از اين زمان تجديد بناي كرمانشاه و تشكيل ولايت فعلي شروع مي شود.

همزمان با حمله افغان و سقوط اصفهان،  كرمانشاهان نيز با تجاوز عثماني ها مواجه گرديد و بار ديگر رو به خرابي نهاد. در زمان حكومت زنديه خوانين زنگنه و اهالي كرمانشاه نخست حكومت كريم خان را نپذيرفتند به همين جهت كرمانشاه مدتي با محاصره و خرابي مواجه گرديد. در دوره قاجاريه كرمانشاه اعتبار و اهميت زيادي پيدا كرد. فتحعليشاه در سال 1221 ه.ق يكي از پسران خود به نام محمد علي ميرزاي دولتشاه را با سمت سرحدداري عراقين به اين شغل منصوب كرد و ايالت خوزستان را نيز ضميمه قلمرو او كرد و در حقيقت در اين زمان كرمانشاه به يك پايگاه نظامي مجهز عليه دولت عثماني تبديل شد.در جنگ جهاني اول كرمانشاه به تصرف قواي عثماني درآمد ولي بعد از سقوط بغداد آنها شهر را تخليه كرده،  عقب نشيني كردند.

 در جنگ جهاني دوم نيز به تصرف قواي نظامي انگلستان درآمد.