A régészeti feltárások alapján a mai Kiotó területe már időszámításunk előtt is lakott volt, bár a 6. század előtti időszakból csak kevés emlék maradt fenn.

A 8. században a buddhista papok növekvő befolyása elől Kammu császár Jamasiro tartományban jelölte ki az új főváros helyét. Az új város, Heiankjó, 794-ben lett a japán császári udvar székhelye, ezzel kezdetét vette a japán történelem Heian-korszaka. A 11. században a város a Kiotó nevet kapta. Az országot a 19. század közepéig innen irányították. Miután az új császári székhely, Edó, felvette a Tokió nevet, Kiotót rövid ideig Szaikjónak hívták.

A 15. században a város súlyosan megrongálódott az Ónin háború alatt. Teljesen csak a 16. század végére sikerült újjáépíteni. A második világháború alatt az Egyesült Államok atomtámadást kísérelt meg végrehajtani Kiotó ellen, de kulturális jelentősége miatt nem dobták le rá a bombát. A háború alatt nem szenvedett nagy károkat. Eredményképpen Kiotó a néhány japán város egyike, amelyben fennmaradtak a régi épületek. Manapság azonban egyre több új épületet húznak fel, így a városkép egyre csak megújul.

Kiotó a 20. század közepe óta kijelölt város.