大垣を含む西美濃地方は大和文化の発祥地である京畿地方に近く、岐阜県では最も古くから栄えた地域である。東海道・東山道の重要な回廊でもあり、東西文化の接触地帯となっていた。特に関ケ原付近は古くから東西交通の要衝として、軍事上からも重要な位置を占めていた。東山道方面に対する京畿の守りとして不破関が設けられたこと(646年)や、東西分け目の戦いとなった壬申の乱(672年)や関ケ原の役(1600年)がここで戦われたことはよく知られている。

　
　大垣は奈良時代に東大寺領大井荘として開発されたのが始まりとされる。大垣の名は暦応３年（1340）の東大寺文書に「大柿」とあるのが初見で、当初は大垣と大柿が併用されていた。文安の頃（1444〜49）、大垣氏が砦を構えて東大寺城と称したが、後に大垣城と呼ばれるようになった。天文４年（1535）、美濃の守護土岐氏の家臣が城郭を増強し、天正13年（1585）には豊臣秀吉の命で天守閣が築城された。城下町としての形を整えていったのはこのころからである。

　
　関ケ原に代わり、大垣が東西交通の要衝としての地位を得るようになったのは、関ケ原の役以後のことである。寛永12年（1635）、譜代の戸田氏鉄が尼ケ崎から十万石の大名として移封された。それ以後、移封されることもなく、戸田家治世は明治維新まで続いた。大垣はその安定した治世の下、美濃国最大の城下町として発展した。また、大垣城下は水陸の交通の便がよく、美濃路の宿場町・揖斐川水運の湊町としての機能も持ち、西美濃の経済的中心としても機能していた。

　
　明治期は、県庁誘致の失敗、度重なる大水害や濃尾大震災により人口は大きく減少し、大垣にとって低迷の時期となった。明治33年（1900）の木曽三川分流工事以降は水害も激減し、紡績会社が進出するなど近代工業都市へと変貌、大正７年（1918）には市制が施行されるに至った。

　
　第二次世界大戦末期（昭和20年７月29日）の大空襲により市街地の大半を焼失した。戦後は、主な産業を軽工業から重工業、情報産業へと移行させながらも、引き続き工業都市として発展してきた。2004年現在，人口１５万人の岐阜県下第二の都市となっている。