大约四五万年前，古人类就已生息活动在黑龙江地区。早在先秦时代，肃慎、东胡、秽貊三大族系的部分先民，就已定居在黑龙江地区。例如，夏商周时期，生息在黑龙江地区的先民有肃慎人和索离人等，并已向中原朝贡。公元前4—3世纪，夫余政权建立，地跨今黑龙江省东部和南部。秦以后，在黑龙江地区生息活动的先后有挹娄人、夫余人、鲜卑人、勿吉人和棘羯人等。698年，粟末棘羯人建立唐地方政权渤海国，最盛时辖5京15府62州，地跨今黑龙江东部和南部。713年，唐在渤海国设忽汗州。726年，唐在黑水鞣羯(今黑龙江中下游、松花江下游地区)设黑水都督府。792年，唐设室韦都督府，地辖今黑龙江西部。辽归东京道管辖。1115年，生女真完颜部首领阿骨打，于击败辽军后称帝，国号大金，都会宁(今阿城市白城古城)。金朝在黑龙江流域的统治，以上京路下辖三路，即恤品路、胡里改路、蒲峪路；在两个地区设泰州和肇州。蒙古汗国灭金后(1234—1271年)，设开元、南京两万户府。元(1271—1368年)设开元路、水达达路。明(1368—1644年)设奴儿干都司。清(1644—1911年)设黑龙江将军和吉林将军，管辖黑龙江地区。清末开禁后，关内大批汉族人移居黑龙江。民国以后(1912一1932年)，以松花江为界设黑龙江省和吉林省。伪满洲国(1932—1945年)成立后，划分为龙江、滨江、牡丹江、黑河、北安、三江、东安省。解放战争时期，分为黑龙江、松江、嫩江、合江、绥宁五省。新中国成立后，设立黑龙江省(省会齐齐哈尔)和松江省(省会哈尔滨)。1954年，两省合并为黑龙江省，省会哈尔滨市。