Erstmals erwähnt wurde das heutige Kopenhagen im Jahr 1043. Damals war von einem Hafen („havn“) geschrieben wurden, die wohl eine kleinere Fischersiedlung in der Gegend beherbergte. Als der Bischof von Roskilde, der damaligen Hauptstadt Dänemarks, den Ort 1160 übernahm, ließ er eine Burg erbauen, den schon damals war die strategische Bedeutung des Ortes aufgefallen, war es doch am engen Öresund zwischen Seeland und Schonen der beste natürliche Anlegepunkt und noch dazu ein Ort mit reichlich Fischgründen, insbesondere Heringen. Nicht zu vergessen ist, dass Havn an einer engen Stelle des Øresunds lag und damit einen guten Übergang zwischen den beiden wichtigen Städten Roskilde und Lund schuf. So wuchs das Örtchen zu einem Handelsort heran und wurde auch bald so genannt, nämlich „Kaufmannshafen“, oder auf Dänisch: „Køpmannæhafn“. Mit rund 5.000 Einwohner bekam der Ort 1254 das Stadtrecht. Gleichwohl war Kopenhagens Lage auch Grund für Rivalität. Die im späten Mittelalter mächtige Hanse, ließ die Stadt im 13.Jahrhundert gleich zweimal Kopenhagen zerstören, wohl auch deshalb, weil die Dänen den Schiffsverkehr der Hanse störten. Doch der Konkurrent war nicht leicht abzuschütteln, Kopenhagen wurde immer wieder aufgebaut. 1413 machte Eric von Pommern die Stadt zu seiner Residenz und 1443 sogar zur dänischen Hauptstadt. Sie beerbte damit Roskilde. Dies und die Gründung der Universität Kopenhagens im Jahr 1479 (damit ist sie die zweitälteste Uni Skandinaviens und eine der Ältesten in Europa) machten die Stadt zu einem bedeutenden Zentrum im Nordeuropa des 16. Jahrhunderts. Den Reichtum der dänischen Könige mehrte sich durch den Öresundzoll, den jedes Schiff zu zahlen hatte, welche den Meeresabschnitt passieren musste.

Bis zur Regierung von Christian IV. (1588-1648) veränderte sich der Grundriss der Stadt kaum. Inzwischen Protestantisch wuchs Kopenhagen, als im südlich gelegenen Zentraleuropa die Wirren des 30-jährigen Krieges mit Verlust, Tod und Niedergang über das Land wehten. Um 1650 sollen bereits 30.000 Menschen in Kopenhagen gelebt haben. Der König ließ die Stadt im großen Stil ausbauen. Schloss Rosenborg entstand nördlich der Stadt als Sommerresidenz (heute liegt es mehr oder weniger im Stadtzentrum), in der Nähe wurde außerhalb der Stadtmauern, das Quartier Nyboder erbaut, ein Wohngebiet für die Angehörigen der Marine. Auf der südlich der Stadt gelegenen Insel Amagar wurde die Stadt Christianshavn erbaut, welche jedoch schon nach 57 Jahren um 1674 eingemeindet wurde. Das Unheil der Gewalt kam erst mit dem zweiten nordische Krieg (1655 bis 1671) ins Land, im Detail mit dem dänisch-schwedischen Krieg, in welcher die Stadt 1658 von den Schweden belagert und ein Jahr später sogar angegriffen wurde, denn den Schweden lag daran ganz Dänemark zu beherrschen. Die darauf folgenden Aufbauarbeiten sahen auch die Erweiterung des nördlich der Stadt erbauten Kastellets vor, einer Einrichtung für ein Heer von 3.000 Mann. Zahlreiche Bastionen wurden angelegt, denn nach dem Krieg lag Kopenhagen nun am östlichen Rande Dänemarks, das auf der anderen Seite des Öresunds gelegene Malmö und die Provinz Schonen wurden von Schweden annektiert. Um als Handelsstandpunkt attraktiv zu bleiben, wurde der Nyhavn angelegt, an dessen nördlichem Ende der repräsentative königliche Platz Kongens Nytorv entstand. Bis zum Jahr 1690 wuchs Kopenhagen weiter stark an und hatte da bereits eine Einwohnerzahl von 60.000 erreicht.
Dieses Wachstum verlangsamte sich im 18. Jahrhundert beträchtlich. Die Pest (1711), und große Stadtbrände (1728 und 1795) warfen die Entwicklung der Stadt zurück. Jedoch wurden in jenem Jahrhundert die großen Schlossanlagen gebaut, die heute noch in und um die Hauptstadt stehen und Einheimische und Gäste gleichermaßen beeindrucken. 1709 wurde das Renaissanceschloss Frederiksberg in Hillerød (etwas 30km NO der Stadt) erweitert, etwas weiter östlich davon entstand das Schloss Fredensborg 1722. Das neue Schloss Christiansborg entstand nach dem Brand 1728, was heute das wichtigste Bauwerk des dänischen Staates ist, denn hier sitzt das Parlament, der oberste Gerichtshof, der Ministerpräsident und hier befinden sich ebenso die königlichen Empfangsräume (allerdings sollte der damalige Bau ein Feuer 1794 nicht überleben, sein Nachfolger fiel ebenso einem Feuer zum Opfer und das heutige Schloss stammt erst aus dem 20. Jahrhundert). Nicht zu vergessen ist Schloss Amalienborg, was als Zentrum des neuen Barock Viertels Frederiksstaden gebaut wurde.
 Kopenhagen wuchs zur Großstadt heran und erreichte 1800 die 100.000 Einwohnermarke. Doch die Auswirkungen der französischen Revolution sollten die Stadt treffen, denn Kopenhagen wurde auf Grund der dänischen Neutralität mit Schweden, Preußen und Russland von der englischen Flotte erst 1801 bombardiert und 1807 gar eingenommen. Die Briten plünderten die Stadt. Noch schlimmer war, dass durch die Neuordnung Europas auf dem Wiener Kongreß die Stadt ihre Bedeutung als wichtigster Hafen Nordeuropas an die Stadt Hamburg verlor und so auch der Wiederaufbau recht langsam von statten ging und erst ab den 1830er jahren ein langsamer Wirtschaftsaufschwung begann.
Ab der Mitte des 19. Jahrhunderts setzte die industrielle Revolution auch in Dänemark ein. 1847 wurde eine erste Eisenbahnlinie zwischen Kopenhagen und Roskilde eröffnet. Die ländliche Bevölkerung suchte ihr Glück in der Hauptstadt und diese platzte mehr und mehr aus ihren Nähten, hatte sie doch noch eine mittelalterliche Verteidigungsanlage, innerhalb die meisten Menschen wohnten. In den immer beengter werdenden Platzverhältnissen verschlechterten sich die hygienischen Bedingungen dramatisch. 1853 kam es zu einer Cholera-Epidemie, an der 5.000 Menschen starben. Danach folgten zahlreiche Maßnahmen die Stadt für ihre neue Größe anzupassen, 1859 wurde die Frischwasserzufuhr verbessert und ein Gaswerk gebaut, das die Straßen nachts beleuchtete. 1868 schließlich wurden die Stadtmauern geschleift und Kopenhagen wuchs schnell über seine alten Grenzen hinaus. Die Viertel Østerbro (im N), Nørrebro (im W) und Vesterbro (im S) entstanden. Die Lage der alten Stadtgrenzen und ihrer Befestigungsmauern lässt sich heute noch erahnen, liegen doch der Tivoli, sowie die Parks Ørestedparken und Østre Anlæge an ihrer Stelle. Es bedurfte nur wenig Zeit bis Kopenhagen mit der Nachbargemeinde Frederiksberg zusammenwuchs. Noch heute ist die mittlerweile über 100.000 Einwohner zählende Stadt selbstständig wird aber von der Stadt Kopenhagen komplett umschlossen.
Im 2.Weltkrieg wurde Kopenhagen am 9.April 1940 kampflos von der deutschen Wehrmacht eingenommen. Seit dem Dänisch-Deutschen Krieg 1864, der mit erheblichen Territorialverlusten in Schleswig und Holstein für die Dänen endete, präferierte Dänemark eine strenge Neutralitätspolitik gegenüber Deutschland (wie bereits im 1.Weltkrieg), bei der das gesamte Land kampflos an Nazideutschland übergeben wurde. Einige dänische Widerstandskämpfer griffen in den Jahren des Krieges Industrieanlagen an und 1944 kam es zu einem landesweiten Generalstreik, in dessen Folge der SS-Korps Schalburg-Gruppe den Tivoli als Vergeltung zerstörte. Ein Bombardement alliierter Flugzeuge am 21. März 1945 führte zur unbeabsichtigten Zerstörung einer französischen Schule und deren Umfeldes, bei dem mehr als 900 Menschen ihr Leben ließen (ein Kampfflugzeug der Alliierten stürzte versehentlich über der Schule ab und die Explosion wurde von den anderen Flugzeugen als Zeichen betrachtet, die Gegend zu bombardieren). Betrachtet man aber die Ereignisse und Zerstörungen des 2.Weltkrieges insgesamt, so wurde Kopenhagen fast unbeschadet aus diesem schlimmsten aller Kriege. Dazu passte auch das es in ganz Dänemark keine wirkliche Nazifizierung gab, die dänische Regierung unter den gegebenen Umständen relativ selbstständig handeln konnte und man dabei beispielsweise sehr viele jüdische Bürger vor dem Holocaust retten konnte.
Nach 1945 benötigte man einen Plan, wie man mit einer wachsenden Stadt (Kopenhagen hatte 1940 bereits über 700.000 Einwohner und erreichte seinen Höchststand von 768.000 zehn Jahre später) umgehen wollte. Dazu wurde 1947 ein offizieller Stadtentwicklungsplan vorgestellt, der „Fingerplan“. Sein Name nimmt sich ein Beispiel an der Figur einer Hand, von der sich die einzelnen Finger lösen. Die Handfläche ist die Innenstadt und die Finger sind verkehrstechnisch gut angeschlossene Zentren mit Wohn- und Arbeitsgebieten, sowie Freizeiteinrichtungen. In den Leerräumen zwischen den Fingern sollten Grünflächen entstehen. Für die verkehrstechnische Anbindung wurde sich dem 1934 eingeführten S-bahnnetz S-tog bedient. Ziel dieses Stadtentwicklungsplans war der moderne Geist der räumlichen Trennung von Arbeits- und Wohnort bei einer gleichzeitigen Kontrolle des Außenwachstums der Stadt. Auch wenn der Fingerplan, der von Peter Bredsdorff entwickelt wurde, sich mehrfach neuen Realitäten anpassen musste, so ist er als basales Ordnungsprinzip für die Kopenhagener Stadtentwicklung nach dem 2.Weltkrieg elementar. Obwohl der Großraum Kopenhagen noch bis weit in die 1970er Jahre wuchs (während die eigentliche Stadt schon Bevölkerung verlor), hielt man an den grünen Zwischenräumen im Umfeld der Stadt fest. Ab den 1980er Jahren trafen sich vertiefende wirtschaftliche Strukturprobleme mehr und mehr die Stadt. Industriebrachen entstanden und Gründerzeitviertel verarmten. Erst Mitte der 1990er Jahre erholt sich Kopenhagen davon. 1996 kann als Startschuss für das Entstehen der neuen nordischen Metropole Kopenhagen gelten, war man in jenem Jahr doch europäische Kulturhauptstadt. Der Einwohnerverlust wurde gestoppt (1992 zählte man nur noch 464.566 Bürger Kopenhagens) und es erfolgte eine stetige Verbesserung des Anschlusses an das europäische Verkehrsnetz, in Richtung Westen mit der Großen Belt Überquerung und in Richtung Osten mit der unmittelbar an die Stadt grenzenden Öresundbrücke, die seit 2000 Kopenhagen mit dem schwedischen Malmö verbindet. 2002 wurde die Kopenhagener Metro eröffnet, zu deren zwei Linien in den nächsten Jahren zwei weitere hinzukommen werden. Noch mehr zeigt sich das aber an den fast unendlich vielen Bauprojekten die in der Stadt wachsen und die neben zahlreichen Wohn- und Arbeitsquartieren auch einige neue bauliche Wahrzeichen der Stadt bescherten.