Mit der Wanderung von Slawenstämmen im früheren Mittelalter in die Niederlausitz gab es erste Ansiedlungen, Dörfer und Burgen in der Region. Nach archäologischen Erkenntnissen entstand bereits im 9. Jahrhundert am westlichen Spreeufer an der Stelle des heutigen Schlossbergs ein mittelslawischer Burgwall, in dessen Schutz sich westlich eine Vorburgsiedlung entwickeln konnte.

Der Nachbau einer solchen slawischen Burg kann in Raddusch besichtigt werden.

Im Jahr 1156 wird Cottbus erstmals als Burggrafensitz unter der Bezeichnung „Chotibuz“ urkundlich erwähnt.

Siedlungsmittelpunkt war auch zu dieser Zeit eine Burganlage auf dem heutigen Schlossberg. Archäologische Funde und Schriften belegen eine frühstädtische Siedlung mit Markt und Kirche westlich der Burg.

Die in Cottbus zusammentreffenden Handelsstraßen zwischen Magdeburg und Schlesien – auch Salzstraße genannt – sowie zwischen Dresden und Frankfurt/Oder verhalfen der Stadt zu einem stetigen Wachstum. Bereits im 13. Jahrhundert entstand eine mit Palisaden und vorgelagertem Graben gesicherte Wallanlage, die im 14. Jahrhundert durch eine massive Stadtmauer ersetzt wurde – der heutigen Altstadt.

Eines der markantesten Wahrzeichen dieser Zeit ist der Rundturm am Spremberger Tor, welcher von den Cottbusern heute liebevoll der „Dicke“ genannt wird und vermutlich im 15. Jahrhundert errichtet wurde. Der Spremberger Turm wurde jedoch im Laufe der Zeit mehrfach umgestaltet bzw. abgetragen und neu aufgebaut.

Nachdem die Fachwerkbebauung in der Stadt mehrfach verheerenden Stadtbränden zum Opfer fiel, setzten sich ab dem 17. Jahrhundert die Massivbauweise und Maßnahmen zum Brandschutz durch.

Die während des Dreißigjährigen Kriegs abermals erheblich zerstörte Stadt wurde ab Mitte des 17. Jahrhunderts wiederaufgebaut und erlitt mit dem Stadtbrand von 1671, bei dem über 300 Gebäude vernichtet wurden, einen erneuten Rückschlag.

Nach dem Stadtbrand ausgereichte Zuschüsse zum Bauen sowie weitere finanziellen Anreize für Handwerker regten die Bautätigkeit und Ansiedlungen in der Stadt zunächst nur langsam an, führten später aber zu einer stetig steigenden Bevölkerungszahl.

In dieser Zeit des Wachstums erfolgte auch die erste planmäßige Erweiterung der Stadt Cottbus. Außerhalb der Stadtbefestigung entstand südlich die Neustadt. Hier wurden gezielt Gerber, Färber und Tuchmacher angesiedelt. Insbesondere das Tuchmacherhandwerk trieb den Wohlstand in der Stadt maßgeblich voran.

Die bauliche Entwicklung in der Stadt sowie der Ausbau des überregionalen Personen- und Frachtverkehrs sprechen für den wirtschaftlichen Bedeutungszuwachs von Cottbus.

Durch die Niederlage Preußens in den napoleonischen Kriegen zunächst in der Entwicklung gebremst, kam es in Cottbus nach den Befreiungskriegen innerhalb eines knappen Jahrzehnts zu einem weiteren Aufschwung im Handel und Gewerbe. Die von Cottbuser Tuchmachern hergestellten Waren konnten sogar in Russland und Übersee gehandelt werden.

Die zweite Hälfte des 19. Jahrhunderts war durch den rasanten Umbruch von der handwerklichen zur industriellen Produktion und den Anschluss der Stadt an das Eisenbahnnetz geprägt. Es siedelten sich neben neuen Tuchfabriken auch Teppich- und Maschinenfabriken sowie eine Brauerei an. Befördert wurde dieser Umbruch durch die Erschließung der Braunkohle als Brennstoff.

Die Einwohnerzahl stieg erheblich. Dies erforderte den Neubau zahlreicher Wohngebäude sowie die Errichtung mehrerer Schulen, einem Krankenhaus, einem Bahnhof, einem Gerichtsgebäude und weiterer Kirchen.

Um 1865/1870 wurde die Stadtmauer, die in ihrer früheren Funktion nicht mehr benötigt wurde, aufgegeben und in Teilen zurückgebaut. Dadurch konnten entlang der ehemaligen Stadtgräben großzügige Grünanlagen und öffentliche Gärten, z.B. der heutige Puschkinpark, entstehen und die bislang außerstädtischen Siedlungsgebiete an die Altstadt heranwachsen.

Das mit der Industrialisierung einhergehende starke Wachstum der Stadt Cottbus mündete in umfangreiche Maßnahmen im Bereich des Wohnungs-, Industrie- und Straßenbaus.

So entstanden allein in der westlichen Stadterweiterung in den Jahren 1885 bis 1914 etwa 400 neue Gebäude. 1903 nahm das Elektrizitätswerk seinen Betrieb auf, um die im gleichen Jahr in Betrieb genommene Straßenbahn mit Strom zu versorgen. Mit der Einweihung des Stadttheaters am Schillerplatz 1908 sowie der Fertigstellung des Kinos „Weltspiegel“ 1911 erhielt die Stadt zwei weitere Wahrzeichen.

1904 wurde das Amtsdorf Sandow in die Stadt Cottbus eingemeindet. Auch weitere bislang vorwiegend dörflich geprägte Stadtviertel, wie die Spremberger und die Luckauer Vorstadt, sowie weitere ehemalige Amtsdörfer, z.B. Brunschwig, verloren allmählich ihren früheren Charakter und entwickelten großstädtische Strukturen.

Die Zeit nach dem 1. Weltkrieg war gekennzeichnet durch die Weltwirtschaftskrise, hohe Arbeitslosenzahlen und den Mangel an bezahlbarem Wohnraum. Trotz der schwierigen Finanzlage wurden in den Jahren der Weimarer Republik in Cottbus bedeutende Gebäude errichtet, wie das Dieselkraftwerk am Amtsteich, die Feuerwehrhauptwache in der Ewald-Haase-Straße 3 sowie der Erweiterungsbau des Kaufhaus Schocken am Schlosskirchplatz.

Während des 2. Weltkrieges wurde Cottbus mehrmals das Ziel von Luftangriffen. Der schwere Fliegerbombenangriffs am 15. Februar 1945 zerstörte den Bahnhof und beschädigte die sich anschließenden Gebiete sowie die Altstadt erheblich.

Nach Ende des 2. Weltkrieges waren etwa 500 Wohnhäuser sowie die Oberkirche und Lutherkirche, das Alte und Neue Rathaus, zahlreiche Fabriken und Teile des Krankenhauses zerstört. Somit waren die Nachkriegsjahre von der Enttrümmerung, erheblichem Wohnraummangel und der Wiederherstellung der öffentlichen Gebäude geprägt.

1950 erfolgte die Eingemeindung der Dörfer Sachsendorf, Madlow, Schmellwitz, Ströbitz und Saspow.

Mit der Ernennung zur Bezirksstadt 1952 und der Entwicklung der Kohle- und Energiewirtschaft in den 60er/70er Jahren, setzte der stärkste Bevölkerungsanstieg in der Stadtgeschichte ein.

Nachdem bis 1955 noch ca. 500 Wohnungen durch Lückenbebauungen in Bereich der Innenstadt entstanden, setzte sich in den folgenden Jahrzehnten Großplattenbauweise im Wohnungsbau durch. Die Erschließung und Bebauung größerer Flächen verlagerte sich zunehmend an die Stadtrandlagen.

Zwischen 1968 und 1978 wurde die Stadtpromenade in mehrere Etappen umgestaltet. Es entstanden das „konsument“-Warenhaus, Wohnhäuser, gastronomische- und Einzelhandelseinrichtungen, die Stadthalle, das Hotel Lausitz und großzügige Grünflächen. Die Spremberger Straße wurde zu dieser Zeit in eine Fußgängerzone umgestaltet.

Der zunehmende Verfall historischer Bausubstanz in Zeiten der sich verschlechternden Wirtschaftslage führte in den 80 Jahren zu Lückenschließungen mit Plattenbauten wie etwa am Altmarkt bzw. zum Abriss und anschließendem Ersatzneubau ganzer Quartiere wie etwa im Wendischen Viertel.