Điện Biên là vùng đất ngay từ thời tiền sử xa xưa đã có người sinh sống và cư ngụ. Qua các bằng chứng về khả cổ học từ thời kỳ đồ đá, qua sự hiện diện của các di tích như hang Thẩm Khương, Thẩm Púa [ở Tuần Giáo] đã chứng minh con người từ thời thượng cổ đã có mặt rất sớm và biến nơi đây thành một trung tâm của người Việt cổ.
Vào khoảng thế kỷ thứ 6, thứ 7 ở vùng Vân Nam [Trung Quốc], Quốc gia Nam Chiếu ra đời. Những cuộc tranh chấp giữa Nam Chiếu và các tộc người khác thường diễn ra sau đó, đã làm cho cả vùng Nam Trung Quốc và Bắc Đông Dương bất ổn định. Thời kỳ này đất Mường Thanh cũng trải qua nhiều biến động lớn.
Đến thế kỷ 9 – 10, người Lự ở Mường Thanh đã phát triển khá mạnh, từ phía Bắc họ phát triển thế lực khắp lòng chảo Mường Thanh và ảnh hưởng mạnh sang các khu vực: Sìn Hồ, Mường Lay, Tuần Giáo…
Thế kỷ 11-12, người Tày Đăm [Thái đen] theo từ Mường Ôm, Mường Ai tràn xuống chiếm Mường Lò [Nghĩa Lộ] và từ Mường Lò thời gian sau đó, những cư dân này theo thủ lĩnh của mình là Pú Lạng Chượng để tràn qua Than Uyên, Văn Bàn… và cuối cùng làm chủ cả một vùng từ Mường Lò [Nghĩa Lộ] qua Mường La [Sơn La], tới Mường Thanh [Điện Biên].
Khi Lạng Chượng đưa một bộ phận người Thái Đen từ Mường Lò [Nghĩa Lộ ngày nay] đến Mường Thanh thì vùng đất này còn gọi là Song Thanh vì có hai mường: Thanh Nưa [Thanh trên] từ bản Noong Hẹt ngược về đầu nguồn sông Nậm Rốm và Thanh Tẩu [Thanh dưới] từ bản Noong Hẹt đến cuối sông Nậm Rốm. Tại đây có Viềng Xam Mứn [thành Tam Vạn] cổ kính của người Thái. Các mường thuộc Mường Thanh xưa gồm: Mường Phăng, Mường Nha, Mường Luân, Mường Lèo, Mường Lói nay thuộc huyện Điện Biên; Mường U nay thuộc tỉnh Phong Xa Lỳ của Lào; Mường Và, Sốp Cộp nay thuộc tỉnh Sơn La.
Mường Then theo tiếng dân tộc Thái nghĩa là “Xứ Trời”, gắn với truyền thuyết thần thoại Quả bầu mẹ giải thích sự xuất hiện của loài người. Đây cũng là đất tổ của nhiều ngành Thái ở Đông Nam Á. Tên gọi Mường Thanh xuất hiện lần đầu trong sách Hưng Hóa xứ Phong Thổ lục của Hoàng Bình Chính. Hoàng Công Chất nổi dậy chống lại vua Lê chúa Trịnh; năm 1754 giải phóng đất Mường Thanh, xây đắp thành lũy gọi là Phủ Chiềng Lễ, phiên âm Hán -Việt là Trình Lệ. Ông đã ở đây từ năm 1754 đến năm 1769. Năm 1778 nhà Lê bình được Hoàng Công Toản [con trai Hoàng Công Chất] và đặt ra châu Ninh Biên thay cho tên gọi Mường Thanh, thuộc phủ An Tây. Ninh Biên có 12 mường nhỏ gộp lại.
* Thời kỳ Bắc thuộc Điện Biên thuộc huyện Lâm Tây, quận Tân Hưng. Đời Lý đất Điện Biên nằm trong hạt châu Lâm Tây. Đời Trần Việt Nam có 15 lộ Điện Biên thuộc lộ Đà Giang, cuối Trần là trấn Thiên Hưng; thời Minh thuộc lại chia làm 2 châu Gia Hưng và Quy Hoá.
Sang tới thế kỷ 15 [năm 1463] trấn Hưng Hóa được thành lập [bao gồm ba phủ: Quý Hóa, Gia Hưng, An Tây]. Mặc dù vậy, các thủ lĩnh người Lự cơ bản vẫn làm chủ Mường Thanh. Từ 1466 về sau, Lê Thánh Tông đặt làm 12 thừa thừa tuyên, trong đó Hưng Hóa bao gồm 3 phủ, 4 huyện và 17 châu.
Năm 1831, Minh Mạng đổi thành tỉnh Hưng Hóa, tỉnh lị đặt ở thị trấn Hưng Hoá huyện Tam Nông [nay thuộc Phú Thọ]. Thời Pháp thuộc, Hưng Hóa được chia thành các tỉnh Hoà Bình, Sơn La, Lai Châu, Lào Cai, Yên Bái và tách một số huyện nhập vào Phú Thọ.
Tên gọi Điện Biên do Thiệu Trị đặt năm 1841 từ châu Ninh Biên; Điện nghĩa là vững chãi, Biên nghĩa là vùng biên giới, biên ải. Phủ Điện Biên [tức Điện Biên Phủ] thời Thiệu Trị gồm 3 châu: Ninh Biên [do phủ kiêm lý, tức là tri phủ kiêm quản lý châu], Tuần Giáo và Lai Châu. Tên gọi Điện Biên hay Điện Biên Phủ xuất hiện từ đó.
* Năm 1858, thực dân Pháp bắt đầu xâm lược nước ta với sự kiện tấn công bán đảo Sơn Trà, Đà Nẵng, nhưng phải đến năm 1890 thực dân Pháp mới đặt được ách cai trị ở Lai Châu [bao gồm Điện Biên và Lai Châu ngày nay]. Lai Châu trừ Phong Thổ thuộc Đạo quan binh thứ Tư, trực tiếp nằm trong khu quân sự Vạn Bỳ. Trong suốt thời gian dài thống trị Lai Châu thực dân Pháp đặt Điện Biên dưới chế độ quân quản, đứng đầu châu Điện Biên là một võ quan.
Ngày 28 tháng 6 năm 1909, ngày Toàn quyền Đông Dương ra Nghị định thành lập tỉnh Lai Châu, nay là tỉnh Điện Biên và Lai Châu.
Ở Lai Châu [nay là Điện Biên và Lai Châu], sau 2 năm hoạt động đội xung phong Quyết Tiến đã gây dựng được cơ sở hoạt động kéo dài từ Quỳnh Nhai sang Tuần Giáo, Điện Biên và các tỉnh Bắc Lào khiến cho phong trào cách mạng lan rộng trong nhân dân các dân tộc vùng cao. Một vấn đề đặt ra lúc nay là làm sao phải có một tổ chức Đảng cộng sản để lãnh đạo, tổ chức quần chúng nhân dân đấu tranh và tiến hành cuộc kháng chiến thắng lợi. Trước tình hình đó được sự quan tâm của Trung ương Đảng, Bộ Tư lệnh Liên khu 10 đã tập hợp các thanh niên ưu tú để thành lập Đội xung phong Lai Châu, đây chính là tiền thân của Ban cán sự đảng Điện Biên được thành lập vào ngày 10/10/1949 gồm 3 đồng chí do đ/c Trần Bá Lạc [tức Trần Quốc Mạnh] – Tỉnh ủy viên tỉnh ủy Yên Bái làm Trưởng ban.
Dưới chế độ thuộc địa của thực dân Pháp;Phủ Điện Biên trở thành trung tâm điều hành,hành chính phía của khu vực phía Nam tỉnh Lai châu. Năm 1954 thực dân Pháp thực hiện kế hoạch Na Va đã đổ quân xuống lòng chảo Điện Biên Phủ với ý đồ xây dựng căn cứ chiến lược về quân sự,khống chế và thôn tính Đông Dương và phía Nam Trung Quốc, phía bắc Lào.
Trận chiến Điện Biên Phủ năm 1954, giữa quân đội Việt Minh [do tướng Võ Nguyên Giáp chỉ huy] và quân đội Pháp [do tướng Christian de Castries chỉ huy] diễn ra ác liệt. Trận Điện Biên Phủ được nhắc đến như một chiến thắng vĩ đại nhất của các nước Đông Nam Á chống lại một cường quốc phương Tây. Trong trận này, Lực lượng Việt Minh đã di chuyển pháo binh lên những quả đồi xung quanh tập đoàn cứ điểm Điện Biên Phủ và tiến công vào sườn của quân đội Pháp. Bằng cách huy động sức người một cách tối đa và với lực lượng hậu cần đông đảo của mình, Việt Minh đã làm nên một trong những chiến thắng vang dội nhất trong lịch sử chiến tranh của Việt Nam.
Ngày 7 tháng 5 năm 1954 tỉnh Điện Biên đã làm nên chiến thắng lịch sử Điện Biên Phủ được coi là “lừng lẫy năm châu chấn động địa cầu”, chấm dứt 80 năm nô lệ dưới ách thực dân phong kiến. Để tăng cường đoàn kết giữa các dân tộc và tạo điều kiện cho các dân tộc ở Tây Bắc tiến bộ mau chóng về mọi mặt, trung ương đã quyết định lập khu vực tự trị của các dân tộc ở Tây Bắc, gọi là Khu tự trị Thái – Mèo theo Nghị quyết của Quốc hội vào ngày 29 tháng 4 năm 1955. Trước đó, theo Sắc lệnh số 143-SL ngày 28 tháng 1 năm 1953 của Chủ tịch nước, Khu Tây Bắc được thiết lập gồm các tỉnh Lào Cai, Yên Bái, Sơn La và Lai Châu, tách khỏi Liên khu Việt Bắc.
Bắt đầu từ năm 1958, một nông trường quân đội được xây dựng ở đây, kéo theo di dân từ đồng bằng Bắc bộ, biến Điện Biên là một thị trấn nông trường, sau được nâng cấp thành thị trấn huyện lỵ của huyện cùng tên thuộc tỉnh Lai Châu..
Ngày 27 tháng 9 năm 1962, kỳ họp thứ 5 Quốc hội khóa II đã quyết định thành lập lại 3 tỉnh Sơn La, Nghĩa Lộ và Lai Châu. Tỉnh Lai Châu lúc đó gồm 7 huyện: Điện Biên, Tuần Giáo, Tủa Chùa, Mường Tè, Mường Lay, Sìn Hồ, Phong Thổ và thị trấn Lai Châu. Khu tự trị lúc đó có diện tích 67.300 km², với số dân 438.000 người.
Thị xã Điện Biên Phủ [ Nay là thành phố Điện Biên Phủ ] được thành lập ngày 18 tháng 4 năm 1992 theo quyết định số 130/HĐ-BT của Hội đồng Bộ trưởng [ Nay là Chính Phủ].
Từ năm 1962 đến năm 1994, thị trấn Lai Châu sau này là thị xã Lai Châu là thị xã tỉnh lỵ của tỉnh Lai Châu. Sau trận lũ quét lịch sử năm1990, do địa hình thị xã không thể mở rộng, trong khi những trận mưa lũ rải rác từ trước đó, đặc biệt là trận lũ quét lịch sử đã làm sụt lở mất từ 20 – 30% diện tích các khu quần cư.
Từ thực tiễn tình hình trên và khả năng thị xã sẽ bị ngập trong tương lai khi xây dựng thủy điện Sơn La. Theo Quyết định số 130/HĐBT của Hội đồng Bộ trưởng, ngày 18 tháng 4năm 1992 đã quyết định thành lập thị xã Điện Biên Phủ và di chuyển tỉnh lỵ về thị xã Điện Biên Phủ. Địa giới thị xã được quy hoạch bao gồm thị trấn Điện Biên và 2 xã Thanh Minh và Noong Bua của huyện Điện Biên cũ.Từ khi trung tâm tỉnh lỵ của tỉnh được chuyển về thị xã Điện Biên Phủ, được sự quan tâm của Đảng, chính phủ và sự nỗ lực tự thân của nhân dân kinh tế thị xã đã có bước phát triển về mọi mặt, đời sống nhân dân đã có bước cải thiện đáng kể. Đô thị được chỉnh trang nâng cấp, cơ sở hạ tầng được đầu tư xây dựng đủ điều kiện tiêu chuẩn của đô thị cấp 3.
Tháng 1 năm 2002, huyện Mường Nhé được thành lập trên cơ sở một phần diện tích và dân số của các huyện Mường Tè, Mường Lay.
Tháng 9 năm 2003, thành phố Điện Biên Phủ được thành lập trên cơ sở toàn bộ diện tích tự nhiên và dân số của thị xã Điện Biên Phủ.
Ngày 26/9/2003, chính phủ đã ban hành Nghị định số 110/2003/NĐ-CP Về việc thành lập thành phố Điện Biên Phủ, điều chỉnh địa giới hành chính để mở rộng và thành lập các phường thuộc thành phố Điện Biên Phủ, tỉnh Lai Châu, trên cơ sở diện tích của thị xã Điện Biên Phủ và điều chỉnh địa giới của huyện Điện Biên, sau khi được sát nhập Thành phố Điện Biên Phủ có 6.009,05 ha diện tích tự nhiên và 70.639 nhân khẩu, gồm 14 dân tộc anh em. Có 8 đơn vị hành chính trực thuộc gồm các phường: Mường Thanh, Tân Thanh, Him Lam, Thanh Bình, Nam Thanh, Thanh Trường, Noong Bua và xã Thanh Minh.
Tháng 11 năm 2003, Quốc hội ra Nghị quyết trong đó chia tỉnh Lai Châu thành tỉnh Lai Châu [mới] và tỉnh Điện Biên. Tỉnh Điện Biên có diện tích tự nhiên là 955.409,70 ha và dân số hiện tại là 440.300 người, bao gồm: diện tích và số dân của thành phố Điện Biên Phủ, thị xã Lai Châu [trừ phường Lê Lợi] và 6 huyện: Mường Nhé, Điện Biên, Điện Biên Đông, Tuần Giáo, Tủa Chùa, Mường Lay [trừ: xã Pú Đao, xã Chăn Nưa, xã Nậm Hàng, bản Thành Chử thuộc xã Xá Tổng]. Đảng bộ và nhân dân tỉnh Điện Biên xác định đây là cơ hội lịch sử để thực hiện ước muốn xóa hết đói nghèo, tiến tới xây dựng một Điện Biên mới, giàu và đẹp hơn.
Tháng 1 năm 2004, địa giới hành chính huyện Mường Lay và thị xã Lai Châu được điều chỉnh lại.
Tháng 3 năm 2005, thị xã Lai Châu được mở rộng và đổi thành thị xã Mường Lay, đổi tên huyện Mường Lay thành huyện Mường Chà, đổi tên thị trấn Mường Lay thuộc huyện Mường Lay thành thị trấn Mường Chà.
Ngày 14 tháng 11 năm 2006, thành lập huyện Mường Ảng trên cơ sở điều chỉnh một phần diện tích tự nhiên và dân số của huyện Tuần Giáo.
Ngày 28 tháng 8 năm 2012, thành lập huyện Nậm Pồ trên cơ sở điều chỉnh một phần diện tích tự nhiên và dân số của các huyện Mường Nhé và Mường Chà.
Tỉnh Điện Biên sau khi chia tách là một tỉnh biên giới miền núi thuộc vùng Tây Bắc, cách thủ đô Hà Nội 504km về phía Tây. Phía Bắc giáp tỉnh Lai Châu mới, phía Đông và Đông Bắc giáp tỉnh Sơn La, phía Tây Bắc giáp tỉnh Vân Nam [Trung Quốc], phía Tây và Tây Nam giáp Lào. Diện tích đất tự nhiên tỉnh Điện Biên là 9.554,9km2, khá lớn so với nhiều địa phương khác, dân số trên 48 vạn người.