日照，因“日出初光先照”而得名。勞山自諸城障日山，迤邐西南，群峰聯亙，百數十計。至日照縣城附近，地近海岸，成一低原。清晨日出，無山為障，則先照焉。故宋置鎮以命名。

日照，周為莒地，秦屬瑯琊郡，西漢置海曲縣，三國魏時屬城陽郡并于莒，北魏置梁鄉縣。隋時歸莒縣，屬瑯琊郡，唐、宋屬密州。1087年（宋元佑二年）置日照鎮，屬莒縣。后日照鎮劃入膠西縣，改京東東路為山東東路。公元1184年（金大定二十四年），升日照鎮為縣，仍名日照，屬益都府莒州，縣治于今日照城。元代，日照縣屬中書省山東東西道益都路莒州。明初，日照屬山東等處承宣布政使司青州府莒州。洪武年間，為防倭冠，于縣之南境置安東衛。清初，沿明制。1730年（清雍正八年）升莒為直隸州。1734年置沂州府，降莒州為散州，日照屬沂州府。1742年（乾隆七年）裁安東衛并入日照縣，置安東衛巡檢司。

1913年2月，日照隸屬膠東道。1925年冬改屬瑯琊道。1928年，撤道制直屬于山東省政府。1936年2月，隸屬山東省第三行政督察專員公署。抗日戰爭時期，國民黨日照縣政府仍隸屬該公署。1940年3月16日，中共領導下的日照縣抗日民主政府成立。1941年1月，隸屬莒、日、臨、贛四縣聯合辦事處，后四縣聯合辦事處改為濱海各縣行政聯合辦事處。1941年8月，日照隸屬濱海專員公署。1944年6月，隸屬濱海區濱中行署（三行署）。1945年4月，濱海專員公署改為行政公署。1946年7月，濱海行政公署改為濱海行政專員公署，日照屬該署。1948年8月，日照隸屬魯中南行政公署第六專署，次年7月改稱濱海專署。

1950年，日照劃歸沂水專署。1953年8月，劃歸膠州專署。1956年5月，改屬臨沂專署。1984年4月，臨沂行署石臼港辦事處建立。1985年3月22日，經國務院批準，撤銷日照縣和石臼辦事處改為日照市，仍隸屬臨沂行署，5月正式辦公。1989年6月12日，經國務院批準，日照市升格為地級市，11月5日對外正式辦公。1992年12月7日，將濰坊市的五蓮縣、臨沂地區的莒縣劃歸日照市管轄；設立日照市東港區，以原日照市的行政區域為東港區的行政區域。區劃調整后，日照市轄1區2縣。1993年5月29日，設立嵐山辦事處，作為市政府派出機構。1993年8月20日，成立日照開發區。1995年9月12日，省政府批復設立山海天旅游度假區。

2000年第五次全國人口普查，日照市總人口2685928人，其中東港區1148190人、五蓮縣503219人、莒縣1034519人。2000年底，根據省統一規劃，實施鄉鎮撤銷和合并計劃，共撤銷、合并18處鄉鎮，撤銷汾水鎮，新成立安東衛街道。2001年先后撤銷虎山鄉、棋山鄉、洛河鄉，設置虎山鎮、棋山鎮、洛河鎮。2002年末，全市共有6個街道、39個鎮、8個鄉。2003年末，全市轄東港區、莒縣、五蓮縣、嵐山辦事處、日照經濟開發區、山海天旅游度假區6個區縣處，6個街道、8個鄉、39個鎮，2919個村委會、70個居委會。

2004年3月，設立東港區北京路街道，轄42個村居。2004年9月9日，國務院批準（國函[2004]71號）：設立日照市嵐山區。將日照市東港區的嵐山頭、安東衛2個街道和虎山、碑廓、黃墩、后村、高興、巨峰6個鎮劃歸嵐山區管轄。嵐山區人民政府駐嵐山路。經過調整，東港區轄日照街道、石臼街道、北京路街道、奎山街道、秦樓街道、濤雒鎮、河山鎮、陳疃鎮、兩城鎮、南湖鎮、西湖鎮、三莊鎮。2004年末，全市轄東港區、嵐山區、莒縣、五蓮縣、日照經濟開發區、山海天旅游度假區，其中：莒縣轄城陽鎮、招賢鎮、閻莊鎮、夏莊鎮、中樓鎮、小店鎮、龍山鎮、劉家官莊鎮、安莊鎮、嶠山鎮、東莞鎮、浮來山鎮、陵陽鎮、長嶺鎮、店子集鎮、碁山鎮、洛河鎮、寨里河鄉、桑園鄉、庫山鄉、果莊鄉21個鄉鎮；五蓮縣轄洪凝鎮、街頭鎮、于里鎮、許孟鎮、潮河鎮、汪湖鎮、叩官鎮、中至鎮、高澤鎮、石場鄉、戶部鄉、松柏鄉12個鄉鎮。

2010年，五蓮縣撤銷洪凝鎮，設立洪凝街道；撤銷松柏鄉，設立松柏鎮。莒縣銷城陽鎮，設立城陽街道；撤銷寨里河鄉，設立寨里河鎮；撤銷桑園鄉，設立桑園鎮。

2013年12月24日，《山東省人民政府關于同意調整日照市嵐山區莒縣部分行政區劃的批復》（魯政字[2013]250號）同意將莒縣中樓鎮劃歸日照市嵐山區管轄。2014年1月9日，《山東省人民政府關于同意調整日照市東港區嵐山區部分行政區劃的批復》（魯政字[2014]19號）同意將嵐山區后村鎮劃歸東港區管轄。