Landnámabók greinir frá því að fyrsti landneminn á svæðinu var Helgi „magri“ Eyvindarson sem kom þangað á 9. öld. Elstu heimildir um nafnið Akureyri eru þó frá 1562 en þá féll dómur á staðnum yfir konu fyrir að hafa sængað hjá karli án þess að hafa giftingarvottorð.

Á 17. öld tóku danskir kaupmenn að reisa búðir sínar á sjálfri Akureyri sem var ein af nokkrum eyrum sem sköguðu út í Pollinn. Þeir völdu staðinn vegna afbragðs hafnarskilyrða og einnig vegna þess að héraðið er og var gjöfult landbúnaðarsvæði en dönsku kaupmennirnir sóttust einkum eftir ull og kjöti. Dönsku kaupmennirnir bjuggu þó ekki á Akureyri allt árið á þessum tíma heldur læstu þeir húsum sínum og yfirgáfu staðinn yfir vetrartímann.

Árið 1778 var fyrsta íbúðarhúsið reist á staðnum og varanleg búseta hófst. 8 árum síðar fékk bærinn kaupstaðarréttindi ásamt fimm öðrum bæjum á Íslandi. Þetta var að undirlagi Danakonungs en hann vildi reyna að efla hag Íslands með því að hvetja til þéttbýlismyndunar þar en slíkt var þá nánast óþekkt á landinu. Akureyri stækkaði þó ekki við þetta og missti kaupstaðarréttindin 1836 en náði þeim aftur 1862 og klauf sig þá frá Hrafnagilshreppi, þá hófst vöxtur Akureyrar fyrir alvöru og mörk Akureyrarbæjar og Hrafnagilshrepps voru færð nokkrum sinnum enn eftir því sem bærinn stækkaði. Bændur í Eyjafirði voru þá farnir að bindast samtökum til að styrkja stöðu sína gagnvart dönsku kaupmönnunum, uppúr því varð Kaupfélag Eyfirðinga (KEA) stofnað. KEA átti mikinn þátt í vexti bæjarins, á vegum þess voru rekin mörg iðnfyrirtæki í bænum sem mörg sérhæfðu sig í úrvinnslu landbúnaðarafurða. Árið 1954 var mörkum Akureyrarbæjar og Glæsibæjarhrepps breytt þannig að það þéttbýli sem tekið var að myndast handan Glerár teldist til Akureyrar, þar hefur nú byggst upp Glerárhverfi.

Á síðasta áratug 20. aldar tók Akureyri miklum breytingum, framleiðsluiðnaðurinn sem hafði verið grunnurinn undir bænum lét töluvert á sjá og KEA dró verulega úr umsvifum sínum. Meiri umsvif í verslun og þjónustu, ferðaþjónustu, sjávarútvegi og Háskólinn á Akureyri hafa nú komið í stað iðnaðarins að miklu leyti. Hríseyjarhreppur sameinaðist Akureyrarbæ 2004 en í kosningum í október 2005 var tillögu um sameiningu allra sveitarfélaga í Eyjafirði hafnað á Akureyri. Grímseyjarhreppur sameinaðist Akureyrarbæ 2009.

Á Akureyri hefur verið mönnuð veðurathugunarstöð síðan 1881.
Akureyri stendur við botn Eyjafjarðar við Pollinn en svo er sjórinn milli Oddeyrar og ósa Eyjafjarðarár kallaður. Í gegnum bæinn rennur Glerá sem aðskilur Glerárhverfi (Þorpið) frá öðrum bæjarhlutum. Önnur hverfi bæjarins eru Oddeyri, Brekkan, Naustahverfi, Innbærinn og Miðbær.