Территория современной Московской области была населена уже более 20 тысяч лет назад. В пределах области известны многочисленные курганы, городища железного века. Широко распространены курганы X—XII веков. До IX— X веков территорию бассейна реки Москвы и прилегающие земли населяли в основном финно-угорские народы меряне и мещера. Активное освоение этих земель славянами началось лишь в IX — XI веках. Население занималось охотой, бортничеством, рыболовством, земледелием и скотоводством.
В середине XII века земли нынешней Московской области вошли в состав Владиморо-Суздальского княжества. К этому же времени относится основание первых городов на этой территории (Волоколамск, 1135; Москва, 1147; Звенигород, 1152; Дмитров, 1154). В городах сосредотачивались ремесло и торговля, они становились опорными пунктами княжеской власти. В первой половине XIII века вся Владимиро-Суздальская земля, в том числе и подмосковные земли, была завоёвана моноголо-татарами; во время татаро-монгольского ига подмосковные территории неоднократно подвергались разграблению. Из удельных княжеств Владимиро-Суздальской земли в годы татаро-монгольского ига наиболее возвысилось московское; оно явилось центром объединения русских земель в XIV-XVI веках и оплотом борьбы с монголо-татарским игом. Города сохраняли оборонительную функцию вплоть до XVIII века. История Подмосковья неразрывно связана с военными событиями Смутного времени — Троицкой осадой, первым и вторым ополчениями.
Российская империя
В 1708 году по указу Петра I учреждена Московская губерния, куда вошла бо́льшая часть территории нынешней Московской области. С переносом столицы из Москвы в Санкт-Петербург значение Подмосковья как хозяйственного центра начало падать, в XVIII веке определяющую роль экономике стала играть лёгкая, преимущественно текстильная промышленность. В XVIII веке в Москве и городах Подмосковья развивается мануфактурная, а затем и фабричная промышленность. В частности, в XVIII веке в Московской губернии получили распространение шёлковое и хлопчатобумажное производство; строились отделочные, красильно-прядильные, прядильные фабрики. В развитии торговли значительную роль сыграли водные пути — так, важной торговой артерией являлась Ока, крупный товарооборот имели порты Серпухов и Коломна. Укреплению торговых связей с Балтикой способствовало строительство Вышневолоцкой водной системы. География торговых связей, характерная для XVIII века, сохранилась и в следующем столетии, — роль центра принадлежала Москве. В 1781 году произошли существенные изменения в административном делении Московской губернии: из прежней территории губернии были выделены Владимирское, Рязанское и Костромское наместничества, а оставшаяся территория была разделена на 15 уездов. Эта схема просуществовала, не претерпевая крупных изменений, до 1929 года.
На территории Московской губернии произошли многие важные события Отечественной войны 1812 года. 7 сентября на Бородинском поле под Можайском состоялось одна из крупнейших битв войны — Бородинское сражение. 14—18 сентября русской армией под командованием М. И. Кутузова после оставления Москвы был предпринят знаменитый марш-манёвр.
Во второй половине XIX века, в особенности после крестьянской реформы 1861 года, Московская губерния пережила сильный экономический подъем. К этому времени относится формирование железнодорожной сети. В 1851 на территории губернии появилась первая железнодорожная линия, соединившая Москву и Санкт-Петербург; накануне Первой мировой войны был введён в эксплуатацию 11-й луч Московского узла, Люберцы — Арзамас. Населённые пункты, оказавшиеся вблизи железных дорог, получили мощный стимул для развития, в то время как расположение поселений в стороне от железных дорог нередко способствовало их экономическому угасанию.
Главной отраслью промышленности губернии во второй половине XIX века продолжала оставаться текстильная. Развитие получило также машиностроение, становлению которого немало способствовало интенсивное железнодорожное строительство. Так, во второй половине XIX века был открыт крупный Коломенский машиностроительный завод, в тот же период начал действовать вагоностроительный завод в Мытищах. При этом размеры пашни в Московской губернии сокращались (например, за 1860—1913 годы пахотная площадь уменьшилась на 37 %). Поднялись такие отрасли сельского хозяйства как огородничество, пригородное садоводство, молочное животноводство. Население Подмосковья значительно выросло (и если в 1847 году в губернии проживало 1,13 млн чел, то в 1905 уже 2,65 млн); Москва же накануне Первой Мировой войны была городом с миллионным населением.
В ноябре 1917 в Московской губернии была установлена советская власть.
Перенос в 1918 году столицы из Санкт-Петербурга в Москву способствовал экономическому подъёму губернии. После Гражданской войны большинство предприятий было восстановлено; отраслевая структура промышленности в целом сохранилась, однако наряду с текстильной развивались трикотажная и швейная промышленность, появлялись предприятия тяжёлой индустрии. Начала развиваться электроэнергетика — в 1922 году дала первый ток Каширская ГРЭС; в 1920-е годы был образован крупный завод «Электросталь». В 1920-е–1930-е годы в ходе антицерковной деятельности государства были закрыты многие подмосковные церкви, впоследствии культовые сооружения выполняли различные не связанные с первоначальными функции (склады, гаражи, овощехранилища и др.), многие пустовали и разрушались, некоторые культурные памятники были полностью утрачены; восстановление большинства пострадавших храмов было начато лишь в 1990-е годы.
14 января 1929 года в ходе укрупнения единиц административного-территориального деления РСФСР была образована Центрально-Промышленная область. Через несколько месяцев после учреждения, 3 июня, область была переименована в Московскую. В 1931 году произошло значительное событие в истории Московской области — решением Политбюро город Москва был выделен в самостоятельную административно-хозяйственную единицу. В 1920-е –1930-е годы были проведены и другие административные преобразования. Многим поселениям присвоили городской статус, была введена категория посёлков городского типа; новые города и посёлки городского типа формировались в основном близ промышленных предприятий (Красногорск, Долгопрудный, Фрязино, Электросталь и др.).
С 1930-х годов началась перестройка отраслевой структуры хозяйства Московской области. Наибольшее развитие получили отрасли тяжёлой промышленности (в первую очередь машиностроение). Возросло значение химической промышленности (например, в Воскресенске были построены крупный завод по производству минеральных удобрений и цементный завод «Гигант»). На востоке области развивалась торфодобыча. При этом медленно шло развитие городов, где и до революции промышленность была развита слабо.
В 1941—1942 годах на территории Московской области произошла одна из наиболее значительных военных операций Великой Отечественной войны – Битва за Москву. Она началась в конце сентября – начале октября 1941 года. Была введена в действие Можайская линия обороны. Проводилась эвакуация промышленных предприятий на восток. С особенной силой бои под Москвой разгорелись с середины октября. Десятки тысяч жителей Подмосковья ушли в ополчение. Наступление врага удалось приостановить. Однако уже в середине ноября генеральное наступление немецких войск продолжилось; бои сопровождались большими потерями с обеих сторон; в эти дни под Волоколамском был совершён боевой подвиг 28 гвардейцев из дивизии генерала Панфилова. 5-6 декабря Красная Армия перешла в контрнаступление. В течение декабря от фашистских войск было освобождено большинство оккупированных городов Московской области (Солнечногорск, Клин, Истра, Волоколамск и др.). Непосредственную угрозу Москве удалось ликвидировать, линия фронта была отодвинута на 100–250 км от столицы. Военные действия нанесли населению и хозяйству области значительный ущерб. На восстановление хозяйства потребовалось несколько лет. Во время войны пострадали и некоторые культурные памятники (так, существенный урон был нанесен Новоиерусалимскому монастырю, где, в частности, в 1941 году было взорвано наиболее крупное архитектурное сооружение –Воскресенский собор).
В послевоенные годы продолжилось наращивание экономического потенциала области; усилились связи производства и науки, был основан ряд наукоградов (Дубна, Троицк, Пущино, Черноголовка). Основными отраслями промышленности, активно развивавшимися в послевоенное время, стали химия, машиностроение, точное приборостроение, электроэнергетика. Ведущими отраслями специализации к началу 1980-х годов Московской области являлись обрабатывающая промышленность и наука. Продолжалось развитие транспорта: была создана система магистральных газопроводов и высоковольтных линий электропередачи, осуществлена электрификация магистральных железнодорожных направлений, велось формирование сети магистральных автодорог (одним из крупнейших проектов стало строительство МКАД). Быстро росло население городов; образовалась мощная Московская городская агломерация.
Ко второй половине 1980-х годов началась перестройка структуры занятости населения — происходило падение занятости в традиционных промышленных секторах экономики, сопровождавшееся ростом занятости в сфере услуг. Сектор услуг был сконцентрирован в ядре агломерации — Москве; как следствие, важным демографическим явлением в Московской области стали маятниковые миграции. Сельская местность постепенно утрачивала свои сельскохозяйственные функции, при этом возрастало её рекреационное значение; постоянное сельское население было вовлечено в маятниковые миграции, значительно выросло временное, сезонное население.
Российская Федерация
Согласно Конституции, принятой в 1993, Московская область является субъектом Российской Федерации.
Хозяйство Московской области пережило в 1990-е годы глубокий кризис; в 1996 году объём промышленного производства составил лишь 30 % от объёма 1990 года; численность занятых сократилась почти на 500 тысяч человек; наибольшие потери понесли обрабатывающие отрасли промышленности. В глубоком кризисе оказалась и наука. Изменилась отраслевая структура промышленности: активно развивались пищевая промышленность и строительная индустрия, лёгкая промышленность пришла в упадок, сохраняло ведущие позиции машиностроение. Начавшийся в 1997 году рост экономики был остановлен кризисом 1998 года. Однако с первой половины 2000-х годов началось быстрое восстановление экономики после кризиса, валовой региональный продукт субъекта рос высокими темпами, в 2003 году по уровню ВРП область занимала 4-е место в России. При этом полное восстановление объёма промышленного производства относительно докризисного уровня не произошло (в 2002 году объём составлял лишь 58 % от уровня 1990 года).
К концу 2000-х годов долг областного правительства и компаний области увеличился (и достиг в августе 2008 года 82 %) вследствие неэффективного управления правительством области финансовыми ресурсами — в частности, из-за фактов коррупции, связанных с незаконной передачей земли в частную собственность, и хищения бюджетных средств; на ряд бывших чиновников областного правительства были заведены дела о мошенничестве. Общая сумма ущерба, нанесенного бюджету области, была оценена в 27 млрд. рублей. В декабре 2009 года государственный долг Московской области составлял 160 млрд рублей (второе место в России), к началу 2012 года его удалось уменьшить до 106,3 млрд. рублей.
С 1990-х годов вследствие автомобилизации населения и маятниковых миграций существенно ухудшилась дорожно-транспортная обстановка в Подмосковье; пробки стали обычным явлением на дорогах области. В эти же годы началась функциональная реструктуризация московской агломерации; некоторые функции «ядра» (потребление, развлечение, производство) начали перемещаться на периферию, в Московскую область. В результате вокруг МКАД на территории Московской области сформировались пояса торгово-развлекательных и логистических комплексов. Новые заводы, ориентированные на рынок Москвы, размещались производителями в Подмосковье. Шло активное развитие сферы услуг, и уже в начале 2000-х годов в некоторых районах сектор услуг давал большую часть валового продукта (например, в Химкинском районе — свыше 90 %). За 10 лет, с 2001 по 2010 годы, Московская область стала одним из наиболее привлекательных для инвесторов регионов России; инвестиции за этот период возросли в 28 раз, иностранные инвестиции в 2011 году составили 2,6 млрд долларов (2-е место в России после Москвы). С конца 1990-х годов в ближайших к Москве городах Московской области начался бум комплексной жилой застройки (показатель ввода жилья на душу населения в 2006 году был выше среднероссийского почти в три раза, по вводу жилых домов с 2004 года область занимает первое место в стране. Некоторые ближайшие к Москве города (как Одинцово, Красногорск, Мытищи) стали фактически спальными районами столицы.
В 2000-е годы в результате административных преобразований существовавших посёлков городского типа и сёл были образованы новые города (Московский, Голицыно, Кубинка и др.). С 1 июля 2012 года значительная часть территории Московской области, в том числе три города (Троицк, Московский и Щербинка) была передана в состав Москвы; вследствие этой передачи территория Московской области уменьшилась на 144 тыс. га, а население – на 230 тыс. чел.