先秦时期 四川和我国其他省区一样，有着悠久的历史。在遥远的远古时代，就有原始人类在这里劳动、居息和繁衍，创造了旧石器时代的远古文明。
四川最早的原始人类，是1951年在资阳县黄鳝溪发现的“资阳人”。资阳人属于旧石器时代早期新人类型，距今大约数万年至十余万年之间。此外在成都羊子山、汉源富林镇、铜梁县城附近等地都发现了旧石器时代的遗址。这些旧石器时代的四川远古居民，过着原始群居的生活。
随着社会生产力的发展，人类进入氏族公社时代，这一时期在考古学上称为新石器时代。在东起长江三峡，西至甘孜、阿坝等130余处都有新石器时代的遗址发现。它反映了在新石器时代四川古代先民的活动范围远比旧石器时代广阔得多。
根据史籍记载，在夏、商、周时期，四川就居住着众多的部族，其中巴人和蜀人是最主要的部族，他们的活动最为重要。
巴人是一个古老的部族，其历史可以上溯到古史传说中的五帝时代。传说巴人是西北高原黄帝部落中的一支，与黄帝同为姬姓。大约在夏商之际，巴人祖先南迁至陕西南部汉水上游一带，别立宗氏，由母系氏族发展到父系氏族，殷商王朝中叶，巴人被殷商王朝征服。周武王伐纣，在决定命运的牧野之战中，“巴师勇锐，歌舞以凌人”，对武王灭纣起了重要作用。西周王朝建立后，巴被周王朝册封为诸侯，其首领称为子。巴国地域大致在今陕西南部的汉水和四川东部嘉陵江一带，其境内居住着众多的少数民族。板楯蛮和廪君蛮就是巴国居民中较有影响的部族。战国初年，巴国的疆域“东至鱼复（今奉节县），西至僰道（今宜宾市），北接汉中，南极黔、涪”，在四川形成了川东巴国，川西蜀国的局面。战国中叶以后，楚国向巴国发动了大规模进攻，巴国放弃了汉水和大巴山之间的故地，退守川东东部。在楚国的进攻下，巴国的国都也不断迁徙，“虽都江州（今重庆市），或治垫江（今合川县），或治平都（今丰都县），或治阆中”。
蜀人是岷江上游的一个古老部族，传说为黄帝后代，可能与西北地区氐羌先民有历史渊源。传说蜀族的第一代始祖名蚕丛，称蚕丛氏。其后为蜀族首领的有蜀王柏濩和蜀王鱼凫。史称蚕丛、柏濩、鱼凫为“三代，各数百岁”。这三代的时间，大体相当于夏、商和西周前半期。蜀族从很早起就同夏王朝发生了关系。殷商时期为殷王朝征服。周武王伐纣，蜀师作为“西土八国”之一，参加了灭殷的牧野之战。西周建立后，蜀与周朝保持了贡纳朝觐关系。大约在殷末周初，蜀族已进入阶级社会。其后岷江上游的杜宇部族进攻鱼凫，夺取了蜀族的统治权，自立蜀王，史称望帝，建都于郫（今郫县），后移居瞿上（今双流县）。蜀国的疆域，北至陕西汉中，南及四川青神，西至四川天全、芦山，东达涪江流域。杜宇王国大约维持了百余年，春秋初叶为开明氏取代，号曰丛帝。开明王朝统治蜀国350余年，传11世，历12王，其疆域比杜宇王朝更为扩大，在四川境内南达宜宾，东至阆中等地，并一度挥师鱼复与楚国争雄。开明王朝曾先后建都于乐山、芦山、双流。从开明九世起定都于成都，此后成都就成为川西地区的政治经济中心。
巴蜀时期四川的经济文化已经相当发达。早期巴人以善于射猎著称于世。春秋战国时期，农业已成为主要的生产部门，土植五谷，牲具六畜，盛产桑、麻、苎、漆、茶、蜜、果实、竹木等经济作物。巴地出产的“巴乡酒”，香醇浓郁，是向周王朝交纳的贡品，名列《周礼》“三酒”之一的名酒。手工业中的制陶业、纺织业、竹木编制业、漆器制造业、井盐业、采矿业、青铜冶炼和铜器制造业都相当发达。蜀人的经济比巴人更为进步。从广汉县三星堆新石器时代晚期到商末周初遗址出土的精美物器和房屋布局，反映出当时蜀人已有发达的农业、畜牧业、手工业、建筑业，进入了文明社会阶段。从杜宇王朝末年起，川西平原开始了大规模的水利建设。开明王朝的开国君主鳖灵，就因治水有功而取代杜宇王朝。鳖灵开凿玉垒山（今都江堰市灌口山，或谓今宝瓶口）为分水口，挖掘人工河道，把岷江分流入沱江，减少了成都平原的水害，促进了农业的迅速发展。战国时期，蜀地已是沃野千里，土地肥美，富有粮食蔬菜之饶，经济相当发达。秦国司马错在建议并吞巴蜀时就说：“得蜀则得楚，楚得则天下并”，依靠四川的人力物力财力就能统一全国，四川已成为全国的一个重要的经济基地。
秦汉时期 公元前316年，秦乘巴蜀相互攻伐，出兵吞并巴蜀。秦统一巴蜀后，在四川推行郡县制，巴地设巴郡，蜀地设蜀都，保证了秦国的各项制度在四川的推行，并大量移民入蜀，促进了四川经济，特别是冶铁业的发展。经过张若和李冰的经营，四川的政治经济都得到迅速发展。李冰修都江堰，使成都平原成为“天府之国”，穿广都（今双流县）盐井，开始了四川的井盐生产。张若率军向南扩张，先后攻取了邛、笮等部少数民族，其统治范围达于今乐山、汉源及大渡河以南的西昌地区。秦朝统一全国后，继续经营西南夷，修建由宜宾通往云南昭通的五尺道和由咸阳到成都的驰道，促进了四川与中原和西南各族的经济文化联系。
秦朝灭亡后，汉高祖曾依靠四川的人力物力财力，还定三秦，统一全国。汉武帝时，唐蒙使南越，发现了经夜郎牂柯江运往番禺（今广州市）的蜀抅酱，从而料定四川有一条经夜郎而至广州的商道。其后张骞使大夏（今阿富汗），发现经身毒（今印度）运往大夏的蜀布和邛竹杖。这三种蜀中物产在异域的发现，引起了汉王朝要尽力开拓由宜宾经云贵至广州的道路和由西昌通往云南、印度的道路。经过前后30年的努力，虽未打通通往身毒的道路，但却对西南夷地区进行了大规模的开发工作。开夜郎，于巴蜀二郡西南分置犍为郡，其后又置沈黎郡（今汉源县北），越嶲郡、汶山郡（今汶川县北），平滇设益州郡。从此西南大部分地区都在汉朝政府的直接统治之下，西南各族与汉族人民的联系更为密切，西南民族地区的经济得到开发。
东汉王朝建立之初，无暇顾及蜀中政局，公元24—36年，公孙述曾割据四川，建立“大成国”，统治蜀中12年，被东汉王朝所灭。东汉王朝统治四川后，豪族势力迅速发展，社会矛盾日益尖锐，引起了人民的不断起义。最后在东汉末年全国农民大起义和军阀混战的形势下，导致了刘焉父子割据四川的局面。
两汉时期是四川历史上经济文化迅速发展的时期之一。汉武帝时，四川人口达到766048户，3514217口。汉代四川的水利建设和农业都得到了飞跃发展。巴蜀地区已成为全国重要的粮食基地，蜀粮运往中原和江南等地赈济灾荒。经济作物则有果实之珍，“山林泽渔，园囿瓜果，四节代熟”，荔枝、柑橘、茶叶闻名遐迩。手工业高度发展，四川是西南的冶铁中心，临邛卓氏、程氏均以冶铁富比王侯，严道邓通铸钱，钱遍天下。井盐业也有较大发展，并开始用天然气煮盐；成都是全国织锦业中心，蜀锦生产达到相当水平。汉朝政府还在蜀郡、广汉设置工官，生产金银铁器、漆器、蜀刀。漆器的产量质量和行销范围，都居全国之首。汉代四川文化也有辉煌成就。文翁在成都兴学，培养了大批人才，使巴蜀学风之盛，赶上了当时文化发达的齐鲁地区。司马相如、王褒、扬雄、落下闳，是当时全国著名的文学家、哲学家和天文学家。汉代四川的绘画、雕刻艺术也有很高成就。石阙建筑、画像石、图像砖，是我国十分珍贵的历史文物，具有很高的艺术价值和史料价值。
魏晋南北朝时期 东汉末年，各地军阀混战，割据称雄。刘焉死后，其子刘璋懦弱无能，不能自守，派人迎刘备入蜀，刘备乘机夺取四川。220年，魏国曹丕称帝；221年刘备在成都称帝，国号汉，史称“蜀汉”。222年孙权在江东称帝，国号吴，正式形成了魏、蜀、吴三国鼎立的局面。
刘备父子任用诸葛亮为相，励精图治。政治方面，抑制豪强，任人唯才，赏罚严明，使得蜀中政治清明。经济方面，重视农业，加强都江堰水利工程的建设，劝农积谷，发展手工业生产，设置官吏管理盐铁和织锦生产；发展交通贸易，在汉嘉（今雅安北）和剑门凿山开道，从而使蜀中经济得到发展。诸葛亮力图恢复汉室，统一中原，225年率众南征，平定“南中之乱”，安定了后方。接着他多次出师北伐曹魏，终因人力财力不足，未取得成果，抱恨而终。
诸葛亮死后，蜀汉政权日益衰落，263年被魏国灭亡。
265年，司马炎取代曹魏，建立西晋王朝，四川归西晋统治。西晋王朝是一个十分腐朽的王朝，诸王争夺帝位，相互残杀，给人民带来深重的灾难，激起了各族人民的起义。298年，略阳、天水六郡人民流入汉中就食，随即进入四川，众达十余万口。这些流民进入四川后，在NFDA1人李特的组织下聚众起义，经过长期的战斗，其子李雄在青城山道教首领范长生的支持下攻克成都，于306年建大成国，史称“成汉”。在成汉政权统治时期，四川社会较为安定，经济得到一定的恢复发展。这时大量的僚人从贵州进入四川，“布在山谷者十余万家”。僚人入蜀虽促进了四川山区的开发，但由于战乱，四川汉人流入荆湘者十余万户，州县空虚，经济发展受到很大损失。
大成国306年建立，347年为东晋所灭，统治四川共41年。
东晋统治后期，前秦曾于373年占领四川，其后为东晋收复。405年谯纵据蜀，称成都王，其后向后秦称臣，四川名义上隶属后秦管辖。413年，东晋再次收复四川。
南北朝时期，四川基本上属归南朝统治。555年西魏攻下成都，南梁失掉益州，四川隶西魏统治。557年，宇文觉篡西魏自立，建立北周政权，四川隶北周统治。
魏晋南北朝是四川社会经济文化发展的低潮时期。特别是南北对峙期间，四川战乱相继，户口大量减少。据《宋书·州郡志》统计，四川境内不到16万户，其中蜀郡户数为11902户，仅及汉代成都县户数的七分之一，反映出四川经济衰退相当严重。这一时期，四川的文化也不如两汉之盛，但在史学上则有新的成就。谯周、常璩都是著名的史学家，其他如陶瓷和石刻艺术也有新的发展。
隋唐五代时期 581年，杨坚取代北周，建立隋朝，四川归隋朝统治。杨坚任命四子杨秀为益州刺史，封蜀王。隋罢全国诸郡，改郡为州，以州统县，四川共有39州，170县，并在益州等六州要冲之地设总管府，又于益州设西南行台。在隋朝统治的37年中，尤其是在隋文帝时期，积极向四川西部高原和云南方面开拓，为唐代开发西南地区奠定了基础。
618年唐朝建立后，唐太宗因山川形势之变，分全国为十道，四川分属剑南、山南及江南三道。安史之乱后，代宗大历元年（766），四川地区最后划定为剑南西川、剑南东川和山南西道，合称“剑南三川”。
安史之乱前，唐朝国力强盛，四川政局稳定，对四川少数民族地区进行了大规模的开发工作。唐朝在沿边少数民族地区设置羁縻州达348个，并设松州（今松潘）、茂州（今茂汶）、雅州（今雅安）、黎州（今汉源），巂州（今西昌）、戎州（今宜宾）、泸州等都督府，管理沿边羁縻州县，促进了少数民族地区的开发。安史之乱后，四川不断发生叛乱，兵连祸接。在外部，吐蕃、南诏不断入侵。829年南诏大举入侵四川，一直打到成都城下，撤退时，又大肆掳掠，从成都以南直到越巂以北800里间，人畜一空。这是四川自隋代以来遭受到的最严重的一次破坏。在内部，四川相继爆发大规模的军阀混战，最后是王建荡平群雄，割据四川，于907年建立前蜀政权。
前蜀政权在四川统治18年，925年为孟知祥取代，建立后蜀。965年，北宋平定后蜀，后蜀在四川统治40年。
隋唐五代是四川历史上经济文化发展的又一个高潮时期。隋末农民大起义和唐末农民大起义都未波及四川。前后蜀时期四川社会也较安定，为四川经济文化的繁荣创造了有利条件。在经济方面，唐代开元（713—741）时期，四川人口达871915户，是秦汉以来人口最多的时期。这一时期的农业、纺织业、制盐业、陶瓷业、茶业以及商业、交通运输业都有了长足的发展。新兴的造纸业、印刷业，更居全国之首。在唐代，四川经济的发展已进入全国的前列，有“扬一益二”之称。唐玄宗、唐僖宗都曾入蜀避难，成都两次作为唐王朝的临时首都。唐末五代，中原混战，中原衣冠士族和广大人民纷纷入蜀定居，视为乐土。因此五代时期，北方经济遭战争破坏停滞倒退，而四川经济则有所发展。后蜀时期，斗米不过三钱，出现了歌舞升平的景象；在文化方面，也是四川人才辈出的时期，为我国的历史文化作出了重要贡献。陈子昂、李白等杰出的文学家，和诗人杜甫一起在四川留下了不朽的诗篇。刁光胤、孙位、黄筌则是著名的画家。五代时期，西蜀和南唐是全国的两大绘画中心。
宋元时期 960年北宋建立，965年平蜀，四川归宋朝统治。宋朝地方行政区划分路、州、县三级，在四川地区设益州路（治今成都市）、梓州路（治今三台）、利州路（治今陕西汉中）、夔州路（治今奉节），简称川峡四路，四川由此得名。
在宋初30年间，四川各阶层群众爆发了近20次的反宋武装斗争，特别是席卷全川的王小波、李顺起义，提出了“均贫富”的口号，在中国农民战争史上具有划时代的意义。宋初四川人民的反宋武装斗争，给了统治集团和四川的封建势力以沉重打击，调整了阶级关系，从此出现了社会安定的局面。南宋前期，四川独撑抗金西线战场的重任，保卫了川蜀的安全，对南宋王朝的建立和巩固起了极其重要的作用。南宋晚期，四川又坚持宋朝西线抗蒙战争达半个世纪之久。1259年合川钓鱼城保卫战，四川军民大败蒙军，使其统帅蒙哥汗激战负伤而死，对延缓南宋王朝的灭亡起了决定性的作用。四川是坚持抗元战争最久和最后的基地，对保卫南方高度发达的经济文化起了重要作用。
1279年，元朝悉平川蜀，在四川设四川行省。元朝对四川人民实行民族压迫和民族歧视的政策，在政治上建树不多，但沿边少数民族地区则得到进一步的开发。在今理县、灌县、汶川、松潘等处设安抚司，在大小凉山设置罗罗斯宣慰司，在马湖等地设总管府，使四川沿边少数民族地区的经济文化有了长足发展。元顺帝时，爆发了全国性的红巾大起义。1357年红巾军首领之一明玉珍入蜀，1363年，明玉珍称帝于重庆，国号大夏。从1279年元朝悉平川蜀算起，到1363年大夏国建立，元朝在四川的统治只有短暂的84年。
夏明政权统治四川时期，政治较为清明，赋税有所减轻，有利于社会经济的发展。明玉珍死，其子明升幼小庸懦，1371年投降明朝，夏国亡。