Die Einwohnerzahl der Stadt Kiel, des historischen Hauptortes von Holstein, überschritt im Zuge des Ausbaus als Reichskriegshafen um das Jahr 1900 die Grenze von 100.000, wodurch sie zur Großstadt wurde. Bereits 1910 hatte die Stadt über 200.000 Einwohner. Heute zählt die Stadt 232.547 Einwohner (stand 30. Juni 2007).

Kiel wurde zwischen 1233 und 1242 von Graf Adolf IV. von Holstein aus dem Hause Schauenburg gegründet. Nur bei Kiel stieß das sächsische Territorium an die Ostsee – nördlich der Levensau lag dänisches, östlich der Schwentine hinter dem Limes Saxoniae mit Wagrien slawisches Gebiet, also war hier die einzige Möglichkeit für einen Ostseehafen. Als solcher wurde Kiel als eine der nördlichsten Städte im Heiligen Römischen Reich planmäßig angelegt. Gleichzeitig stiftete Graf Adolf das Franziskanerkloster, in dem er auch seinen Lebensabend verbrachte. 1242 erhielt Kiel das Lübecker Stadtrecht verliehen.

Der ursprüngliche Stadtname lautete Holstenstadt tom Kyle (die Holstenstadt an der Förde). Das y im alten Namen ist ein langes i. Im Sprachgebrauch wurde der lange Name zu tom Kyle verkürzt und schließlich zu Kiel. Kiel (Niederdeutsch: Keil) meint hier im Speziellen die Förde, eine Meeresbucht, die sich weit ins Land hinein schneidet. Auch im nordischen Sprachbereich kommt der Ortsname vor (altnordisch: Kíll ˜ schmale Bucht).

1865 ordnete der preußische König die Verlegung der Ostsee-Marinestation von Danzig nach Kiel an. Ab diesem Zeitpunkt entwickelte sich Kiel rasch zur Großstadt. Mit der Marine kam auch die Norddeutsche Werft (später Germania-Werft) als zweiter großer Schiffbaubetrieb nach Kiel. 1866 wurde Kiel endgültig preußisch. Das Artilleriedepot (ab 1891 Kaiserliche Torpedowerkstatt) wurde eingerichtet; hier wurden unter anderem Über- und Unterseewaffen entwickelt. 1867 wurde Kiel dann "Kriegshafen" des neu gegründeten norddeutschen Bundes.

1895 erfolgte die Eröffnung des Kaiser-Wilhelm-Kanals (heute Nord-Ostsee-Kanal), welcher bald die meistbefahrene künstliche Wasserstraße der Welt wurde. In der Folge wurde Kiel endgültig zum Haupthafen der deutschen Kriegsflotte. Mitten im Ersten Weltkrieg wurde Kiel 1917 Sitz des Oberpräsidiums der preußischen Provinz Schleswig-Holstein und somit Provinzhauptstadt. Vorher befand sich das Oberpräsidium in Schleswig.

Mit dem Kieler Matrosenaufstand begann 1918 die Revolution, und es endete der Erste Weltkrieg. Am 3. November erhoben sich hier die Matrosen, gründeten nach einem spontanen Gefecht mit regierungstreuen Truppen am 4. November den ersten Arbeiter- und Soldatenrat Deutschlands und begannen somit die Novemberrevolution, welche innerhalb weniger Tage ganz Deutschland erfasste und die Grundsteinlegung zur Weimarer Republik bildete.

Kiel wurde 1936 zum ersten Mal Austragungsort der olympischen Segelwettbewerbe. Im Landesarchiv Schleswig-Holstein existiert ein Film von Leni Riefenstahl über dieses Ereignis.

1939 bis 1945 wurde Kiel dann wegen der großen militärischen Bedeutung im Zweiten Weltkrieg (Kriegshafen, Werften) durch zahlreiche Luftangriffe zu über 80% zerstört. Die Integration der vielen ostdeutschen Kriegsflüchtlinge aus dem Baltikum, Ost- und Westpreußen, Pommern und Mecklenburg stellte die Stadt seit 1945 vor zusätzliche Herausforderungen. In den Nachkriegsjahren wurde Kiel unter "modernen" Gesichtspunkten neu aufgebaut (wobei die Pläne bemerkenswerterweise noch auf die NS-Zeit zurückgingen). Die Stadt entwickelte sich bald wieder zum wirtschaftlichen, politischen und geistigen Zentrum Schleswig-Holsteins.

1946 wurde Kiel Landeshauptstadt von Schleswig-Holstein und trat als solche 1949 der Bundesrepublik Deutschland bei.

Kiel war 1972 zum zweiten Mal Austragungsort der olympischen Segelwettbewerbe, diesmal im Stadtteil Schilksee. 1975 wurde der Kieler Umschlag als modernes Volksfest wiederbelebt. 1982 feierte die Kieler Woche ihr hundertjähriges Bestehen. 1985 beschloss man die Einstellung der Straßenbahn; eine Entscheidung, die heute vielfach bedauert wird. 1992 beging die Stadt ihre 750-Jahr-Feier, und 1994 wurde die 100. Kieler Woche veranstaltet (in den Kriegsjahren von 1915 bis 1919 und 1940 bis 1946 fanden keine Kieler Wochen statt); 1995 schließlich feierte man den hundertjährigen Geburtstag des Nord-Ostsee-Kanals.

Erstmals nach dem Zweiten Weltkrieg wurde 1997 der Oberbürgermeister (Norbert Gansel, SPD) direkt gewählt; 2003 folgte ihm Angelika Volquartz (CDU) als Kiels erste Oberbürgermeisterin.

Es sind einige berühmte Menschen in der heutigen Landeshauptstadt Kiel geboren. Hier eine (unvollständige) Liste der Söhne und Töchter der Stadt:

• 1858, 23. April, Max Planck, † 4. Oktober 1947 in Göttingen, Physiker und Begründer der Quantentheorie, Physik-Nobelpreis-Träger
  
  
• 1900, 22. Januar, Ernst Busch, † 8. Juni 1980 in Berlin (Ost), Schauspieler (Brecht-Stücke), Sänger
  
  
• 1912, 28. Juni, Carl Friedrich von Weizsäcker, Physiker und Philosoph
  
  
• 1912, 16. Oktober, Lotti Huber, † 31. Mai 1998 in Berlin, Schauspielerin
  
  
• 1922, 30. Oktober, Heinrich Dahlinger, Handballnationalspieler und Segler
  
  
• 1925, 28. Mai, Heinz Reincke, Schauspieler
  
  
• 1928, 29. September, Gerhard Stoltenberg, † 23. November 2001 in Bad Godesberg, Bundesminister für Wissenschaftliche Forschung (1965–1969), Bundesfinanzminister (1982–1989), Bundesverteidigungsminister (1989–1992), Ministerpräsident von Schleswig-Holstein (1971–1982)
  
  
• 1928, 2. Oktober, Oswalt Kolle, Publizist, Schriftsteller („Dein Kind“, „Das Wunder der Liebe“)
  
  
• 1950, 9. Januar, Wolfgang Rohde ("Wölli"), ehemaliger Schlagzeuger der Toten Hosen
  
  
• 1956, 1. August, Axel Milberg, Schauspieler (u.a. Tatort)
  
  
• 1962, 12. März, Andreas Köpke, Fußballspieler (Fußballtorwart, Europameister und Welttorhüter 1996)
  
  
• 1964, 5. Mai, Heike Henkel, Leichtathletin (Hochsprung, Olympiasiegerin 1992)
  
  
• 2007, 27. Juli, Fenja Brandt
  
  
• 2010, 13. Juli, Jonte Brandt