Der Name Turin stammt von Tau ab, einem keltischen Wort, das "Berge" bedeutet. Der italienische Name Torino kann als "kleiner Bulle" übersetzt werden, aus diesem Grund erscheint der Bulle auf dem Wappen der Stadt. Die Gegend wurde in vorrömischer Zeit vom keltisch-ligurischen Stamm der Taurini besiedelt.
Im ersten vorchristlichen Jahrhundert (wahrscheinlich im Jahr 28 v. Chr.) errichteten die Römer hier ein Militärlager (Castra Taurinorum), das später dem Kaiser Augustus gewidmet wurde (Augusta Taurinorum). Die typische römische Stadtstruktur mit rechtwinklig zueinander verlaufenden Straßen hat sich bis in die heutige Zeit erhalten. Das Quartiere Romano ist der älteste Stadtteil. In römischer Zeit zählte Turin etwa 5.000 Einwohner, die alle innerhalb der hohen Stadtmauern lebten.
Nach dem Fall des römischen Reiches wurde die Stadt zuerst von den Langobarden, dann von den Franken erobert und wurde von Bischöfen regiert. Ende des 13. Jahrhunderts nahmen die Herzöge von Savoyen die Stadt ein. Die Gärten und Paläste entstanden im 15. Jahrhundert, als man die Stadt von Grund auf neu errichtete. 1404 wurde die Universität gegründet. Emanuel Philibert machte Turin im Jahr 1563 zur Hauptstadt des Herzogtums Savoyen.
1706 belagerten die Franzosen während des Spanischen Erbfolgekriegs die Stadt während 117 Tagen, ohne sie jedoch einnehmen zu können (Schlacht von Turin). Gemäß dem Frieden von Utrecht erhielt Savoyen das Königreich Sardinien. Architekt Filippo Juvarra begann mit der erneuten Umgestaltung der Stadt, die damals rund 90.000 Einwohner zählte.
Durch die Vereinigung Italiens im Jahr 1861 wurde Turin Hauptstadt. König Viktor Emanuel II. regierte von hier aus, 14 verschiedene Schlösser zeugen von der herrschaftlichen Vergangenheit. Die Hauptstadtfunktion war jedoch ein Status, den die Stadt schon vier Jahre später an Florenz weitergeben musste. Die Eröffnung des Mont-Cenis-Tunnels im Jahr 1871 machte Turin zu einem wichtigen Verkehrsknotenpunkt.
Den Verlust der Hauptstadtfunktion machte Turin mit einer raschen Industrialisierung wett, wobei die Automobilindustrie eine überragende Bedeutung erlangte. 1899 erfolge die Gründung von Fiat, 1906 jene von Lancia. Die Weltausstellung des Jahres 1902 gilt als Höhepunkt des Jugendstils. 1911 fand erneut eine Weltausstellung in Turin statt, damals zählte die Stadt bereits 430.000 Einwohner.
Nach dem Zweiten Weltkrieg erlebte die Industrie einen ungeahnten Aufschwung. Zehntausende von Arbeitern, vor allem aus Süditalien, zogen jährlich nach Turin. 1960 wurde Turin eine Millionenstadt und erreichte 1975 mit 1,5 Millionen das Bevölkerungsmaximum. Die industrielle Krise der 1980er Jahre traf Turin hart und die Bevölkerung ging wieder auf unter eine Million zurück.