Los primeros asentamientos humanos en Edimburgo datan de 850 años a.C.. La defensa natural que consiste la Roca del Castillo fue lo que atrajo a los primeros habitantes de esta tierra. Se trata de un resto volcánico, alto, con tres columnas prácticamente verticales, un lugar defensivo ideal. En el siglo VI, ya se construyó en la citada roca una fortaleza llamada Dun Eadin, de donde proviene el nombre de la ciudad. Atacada constantemente por tropas inglesas, fue en el 1018 cuando, Malcom I, estableció una frontera en el río Tweed. En el siglo XI, se produjo el primer crecimiento importante de la ciudad cuando numeroso mercados empezaron a desarrollarse a los pies de la fortaleza. En 1224, el rey David I, trajo a la corte a vivir a la que era entonces una abadía, la abadía de Holyrood.
En 1450 se construyeron las murallas que abarcaban la "Old Town" y el Grassmarket. Los siguientes años son conocidos como "la Edad de Oro", en la que se produjo, por ejemplo, la fundación de "La Escuela de Cirujanos". En 1503, el rey James IV se casó con la hija de Enrique VII de Inglaterra, siendo el primer monarca de la dinastía Tudor. Los escoceses se rebelaron, ante lo cual, Inglaterra saqueó la ciudad como castigo, lo que fomentaría las futuras difíciles relaciones entre las dos naciones. En 1513, muere el Rey en la batalla de Flodden. Los ingleses quisieron casar a su hija María con el Henry VIII, pero los escoceses la casaron con un infante francés. Durante el reinado de María Estuardo, católica, el Parlamento escocés legalizó la iglesia protestante. Cuando Jaime VI accedió a las coronas de Escocia e Inglaterra movió la Corte a Londres, y los estuardos prácticamente ignoraron Edimburgo. Tras muchas disputas por la religión, en 1633 se produce un Pacto Nacional que da la victoria a los Presbiterianos. En 1707, Inglaterra consiguió que el Parlamento escocés votara a favor de la anexión a Gran Bretaña a cambio de ciertos privilegios para conservar su iglesia y su sistema legal, con lo que la importancia política de Edimburgo todavía se redujo más, mientras que la cultural florecía.
En el siglo XIX, la ciudad cuadruplicó su población como consecuencia de la emigración irlandesa que huía de la peste que asolaba a la isla. La ciudad comenzó a crecer en círculos concéntricos.