長沙在歷史上建都史共計271年。
西漢漢高祖五年（公元前202年），封吳芮為長沙王，建都臨湘即今長沙，長沙首次成為王都，吳姓長沙王傳五世，至公元前157年吳著死無子封國除，共計45年。
西漢漢景帝在公元前155年封庶子劉發為長沙王，至王莽代漢時（7年）廢，共傳七代八王，計162年。
西晉十六國時，自“八王之亂”起戰亂不斷，永嘉五年（311年），暴發杜弢起義，以長沙為都城建立起政權，前後四年，建興三年（315年），杜弢與晉名將陶侃決戰失敗，政權亡，歷4年。
東晉南北朝時，梁承聖三年（554年），湘州刺史王琳擁立梁元帝之孫蕭莊為帝，長沙再一次成為都城，陳永定二年（558年），建都江陵的後梁軍攻入長沙，王琳割據結束，在長沙建都4年。
隋唐五代時，馬殷，字霸圖，是許州鄢陵（今屬河南）人，曾做過木工，後應募從軍，先後隨孫儒、劉健峰轉戰於揚州、潭州等地，896年被唐任為潭州刺史、武安軍節度使，開始軍事割據，後梁開平元年（907年），受封為楚國王，史稱楚國，為五代十國之一，建都潭州長沙府，使長沙成為一國之都，楚國盛時有今湖南全省及廣西東北部、貴州東部及廣東西北角，南唐保大九年（951年）被南唐所滅，歷六王共55年，由封楚王算起為44年。
宋代在長沙設潭州治長沙縣，元在長沙設潭州路。
明代初設潭州府後改長沙府，為控制地方和屏藩中央，明代藩封四屆長沙王。洪武三年（1370年），朱元璋封其第八子朱梓為長沙王，諡為潭王，1385年朱梓死於胡惟庸案，存在了15年。1402年朱棣又封賞谷王朱橞，由宣府徙封於長沙，1417年，谷王因謀反被廢。1429年，明仁宗五子朱瞻墡封襄憲王，就藩長沙，1436年（正統元年）徙封襄陽。1477年，明英宗皇七子朱見浚封吉王，就藩長沙，諡曰“簡王”，吉王傳八世七王，至1644年張獻忠攻入長沙為止。宋元長沙為正常區劃，明為中央藩王。
明崇禎十六年（1643年）10月，張獻忠將長沙作為臨時都城，1644年，張獻忠決策入川，在長沙建都不到一年。
清代設長沙府，初屬湖廣行省。康熙三年（1644年），湖廣行省分為湖南、湖北二省。
