17世紀に打狗（台湾語: Táⁿ-káu, ターカウ）という小さな村から発展し、都市へと成長した。ターカウとは平埔族マカタウ族の集落タアカウ社の名称に由来し、そのマカタウ族の言語で「竹林」を意味する言葉であった。1624年にオランダはこの場所に砦を築いたが、1661年に鄭成功によって駆逐され、1664年に万年州（萬年州）が設置された。1684年清の統治が開始され、台湾府の一部として鳳山県が設けられ県治が興隆荘（現在の左営）に設けられた。1858年の天津条約で清は台湾島に複数の開港地を設けることを約束させられ、そのひとつである打狗港は1864年に開港し、以後外国貿易で栄え始めた。
1895年に下関条約により台湾が日本に割譲されると、日本は海軍の南方方面での補給港を確保すべく打狗開発を進めた。地名に関しては1920年9月の地方制度実施で、「打狗」という文字が卑俗であるとし、またそれまで台湾人にとっての地名と考えられていた民雄（旧「打猫」）との釣り合いも考慮し、台湾総督府により打狗と発音の近い内地の名所でもある高雄（たかお）に改称され、高雄州に帰属するようになった。1924年には高雄郡が廃止され、高雄街は「高雄市」に昇格し高雄州に直属した。
1945年、日本の降伏により台湾は中華民国が接収することになり、高雄市は省轄市とされ台湾省に帰属した。1966年から楠梓区において加工輸出区が開業し、以後加工貿易の工業団地や重化学工業のコンビナートが集積する台湾随一の工業都市となった。1979年7月1日、行政院は高雄市を直轄市に昇格させることを決定、前鎮区に隣接する高雄県小港郷を統合した。
2010年12月25日には高雄県を合併し、市としては最も広い直轄市となった。
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