Urmele cele mai timpurii ale populației care a trăit pe teritoriul județului Satu Mare se datează din epoca pietrei cioplite, și au fost descoperite în zona Oașului (Boinești, Călinești-Oaș, Remetea Oașului, Bixad), însă descoperirile din epocile următoare se regăsesc pe teritoriul întregului județ. Sunt importante, atât din punct de vedere cantitativ, cât și calitativ, descoperirile arheologice din neolitic, din epoca bronzului și a fierului, fiind renumite în mod special vestigiile populației celtice din jurul Careiului (Pișcolt, Sanislău, Ciumești). În secolele II–IV d. Hr., pe teritoriul județului au trăit dacii liberi, pe teritoriul localității Medieșu Aurit a existat cea mai mare așezare de olari din zonă. În regiune s-au stabilit mai târziu mai multe populații migratoare. Dacă în primele secole ale epocii migraților cele mai importante elemente prezente pe aceste meleaguri sunt cele germanice (vandalii), începând din secolul al VI-lea își face apariția populația slavă, iar în cursul secolului al X-lea se așează populația maghiară.

Organizarea administrației teritoriale medievale datează probabil din secolul următor, cercetătorii susținând că Satu Mare a fost unul dintre comitatele înființate încă sub domnia regelui Ștefan I al Ungariei. Comitatul a fost creat în jurul cetății de pământ a Sătmarului, menționată în cronica Notarului Anonim sub denumirea de castrum Zothmar. Prima și cea mai puternică invazie a mongolilor din anii 1241–1242 a afectat grav și comitatul Satu Mare: localitățile au fost pustiite, sate întregi au fost distruse iremediabil. Cetatea veche a Sătmarului a fost și ea distrusă, împreună cu așezarea urbană din preajmă.

Orașul Satu Mare de azi s-a format din două așezări medievale: Satu Mare propriu zis și Mintiu, despărțite de un braț astăzi desecat al Someșului. Cele două orașe erau centre meșteșugărești și comerciale ale regiunii, importanța lor a fost accentuat de rolul de depozitare și distribuție ale sării transportat pe Someș din Transilvania. Pe teritoriul de azi a județului au funcționat În trei mari domenii în perioada medievală: Carei, Medieșu Aurit și Ardud. Acestea au concentrat în jurul lor majoritatea satelor din zonă. Castelul din Carei este menționată în secolul al XV-lea, iar domeniul aferent s-a format în vestul județului. Construcția cetății Ardudului este atestată la sfârșitul secolului al XV-lea, fortificația servea drept reședință domeniul uriaș care acoperea majoritatea satelor din zona Codru, cu populația preponderent românească. Similar, castelul Lónyai din Medieșu Aurit, construit în manieră renascentistă în 1630, era centrul unui vaste domeniu, care cuprindea Valea Someșului și Depresiunea Oașului cu zeci de sate populate de comunități românești.

Județul Satu Mare a moștenit o zestre impresionantă de monumente ecleziastice, datate tot în perioada medievală: biserica reformată din Acâș, construită în stil romanic în secolul al XII-lea, bisericile gotice, mai numeroase, din Hodod, Țeghea, Ciumești, Halmeu (fostul comitat Ugocea) etc. Constituie de asemenea monumente de o valoare inestimabilă bisericile din lemn construite mai târziu, în secolul al XVIII-lea, de la Corund, Lechința, Bolda sau Stâna.

O dată cu avansarea turcilor, în anul 1565 a fost construită o cetate de tip italian cu cinci bastioane în Satu Mare. Prin redirecționarea cursului Someșului, cetatea a devenit o insulă înconjurată de apele râului, care ofereau o protecție suplimentară în fața asediilor de orice gen. Astfel fortificată, cetatea a căpătat rol important în secolele XVI–XVII, fiind ultimul punct militar al Ungariei regale pe granița cu Transilvania și Imperiul Otoman, locul de pornire al trupelor înspre est. În această perioadă, meleagurile Sătmarului au fost deseori pustiite de turci, tătari, dar și de polonezi, austrieci sau curuți, iar situația locuitorilor a fost înăsprită de epidemiile ce au urmat aceste atacuri. În perioada răscoalei lui Francisc Rákóczi II (1703–1711), teritoriul județului a fost transformat într-un câmp de luptă, mai multe localități au fost total depopulate. Evenimentul care a pus capăt răscoalei și a perioadei de războaie a fost Pacea de la Satu Mare, semnată aici în anul 1711.

În urma războaielor antiotomane și a răscoalelor antihabsburgice, populația Sătmarului a scăzut dramatic la începutul secolului al XVIII-lea. Contele Alexandru Károlyi, pe atunci comite suprem al comitatului Satu Mare, a inițiat în prima jumătate a secolului al XVIII-lea colonizarea șvabilor în mai multe localități ale județului. Acest proces de colonizare s-a prelungit până în secolul al XIX-lea, fiind animat de necesitatea completării forței de muncă. La fel, contele Károlyi a colonizat un număr important de evrei la Carei (atunci sediul comitatului) și în alte târguri din comitat, cu scopul de a impulsiona activitatea comercială. Comunitatea evreiască a ajuns să dețină o putere economică considerabilă și un număr semnificativ, care ajungea în orașul Satu Mare, în perioada interbelică, la o treime din totalul populației. Dintre sinagogile construite de aceștia, se mai păstrează în prezent una la Satu Mare și una la Carei.

Comitatul Satu Mare a fost unul dintre primele teritorii unde populația a aderat masiv la Reforma religioasă, încă de la începuturile acesteia, în secolul al XVI-lea. Este relevant în acest sens faptul că primul sinod protestant din țară s-a desfășurat la Ardud, în anul 1545. Tot în comitatul Satu Mare, de data aceasta la Oar, s-a desfășurat în 1554 sinodul protestant care a stabilit trecerea de la Reforma luterană la cea calvină. De asemenea, primul traducător al Bibliei în limba maghiară, Gáspár Károli, este originar din comitat, născut la Carei în jurul anului 1530.

În a doua jumătate a secolului al XVII-lea, coloratura confesională a regiunii sătmărene cunoaște noi modificări, prin mișcarea de unire a ortodocșilor cu biserica Romei. Populația ortodoxă, în mare parte românească, dar și rutenii care trăiau în comitatul Ugocea de atunci, aderă în bună parte la Unirea religioasă, coordonat de Episcopia Greco-Catolice de Mukacevo (astăzi Ucraina). Din anul 1824, comunitățile unite din vestul județului sunt luate sub jurisdicția  Episcopiei Greco-Catolice de Oradea, iar în anul 1856, parohii românești din estul și sudul județului trec la nou înființata episcopie greco-catolică a Gherlei. Creșterea numărului credincioșilor romano-catolici, în special în urma colonizărilor șvabilor din secolul al XVIII-lea, a justificat înființarea, în anul 1804, a Episcopiei Romano-Catolice de Satu Mare.

Secolul XIX-lea se caracterizează printr-o dezvoltare economică spectaculoasă și în teritoriile sătmărene. La sfârșitul secolului se construiesc liniile de cale ferată în județ, iar în orașe apar unități industriale mari, care contribuie la dezvoltarea infrastructurii urbane. La încheierea primului război mondial se formează și în județul Satu Mare Consiliile Naționale Române. Delegați sătmăreni din majoritatea localităților locuite de români participă la Marea Adunare Națională de la Alba Iulia, în 1 decembrie 1918, manifestându-și adeziunea la ideea unirii Transilvaniei cu România. În ținuturile sătmărene însă administrația românească este instaurată abia în aprilie 1919.

În perioada interbelică au loc modificări importante ale configurației teritoriale a zonei: partea vestică a fostului comitat rămâne încorporată Ungariei, regiunea sudică, inclusiv Careiul, revine județului Sălaj, iar noul centru al județului devine orașul Satu Mare. În urma reformei agrare din 1921, marile domenii sunt expropriate și sunt înființate așezări noi, locuite de proprietarii noi, colonizați aici. Situația se modifică din nou în anul 1940, când Transilvania de nord, inclusiv județul Satu Mare, este cedată Ungariei, coloniștii sosiți în perioada interbelică au fost siliți să se refugieze în România. La sfârșitul războiului bombardamentele, desfășurate în special în toamna anului 1944, odată cu retragerea armatei germane, au afectat grav multe dintre localitățile județului. Orașul Satu Mare, bombardat de aviația rusă în trei rânduri, a fost părăsit de marea majoritate a populației. Comunitatea evreiască din județ, însumând aproape 20.000 de oameni, a fost internată în ghetouri și apoi deportată de către naziști în primăvara anului 1944, în lagărele de concentrare. În același an, în ziua de 25 Octombrie, sărbătorită astăzi ca Ziua Armatei Române, trupele româno-ruse au intrat în Carei, alipind astfel la România și ultimul teritoriu care fusese cedat Ungariei prin arbitrajul de la Viena.

În anul 1950, în urma reorganizării administrative, Satu Mare își pierde rangul de reședință de județ, devenind în schimb centrul unui raion al Regiunii Baia Mare până în 1968. Dominația comunistă debutează prin înființarea, în aproape fiecare localitate, a Cooperativelor Agricole Colective, proces desfășurat pe parcursul anilor 1950–1960. Caracteristice sunt, și pentru Satu Mare, industrializarea concentrată în special în orașul de reședință a județului, și urbanizarea accentuată, inclusiv prin crearea noilor centre orășenești Tășnad și Negrești-Oaș. În 1970, inundațiile Someșului afectează grav localitățile situate pe valea râului. Unele sate sunt distruse în totalitate, iar municipiul Satu Mare cunoaște una dintre cele mai puternice calamități din întreaga sa istorie modernă. După tragedia revărsărilor de ape se construiește în reședința de județ un nou dig de protecție și Centrul Nou al orașului lângă râul Someș, unde sunt situate astăzi sediile instituțiilor de interes municipal și județean.

Deceniul 1990 este caracterizată de stagnare economică, după care județul cunoaște o redresare și dezvoltare. Economia actuală se caracterizează prin apariția noilor investiții (parcuri industriale), unități industriale reprofilate, printr-un sector de servicii în plină dezvoltare și prin apariția accentuată a capitalului străin. Recent, alte două localități ale județului, Ardudul și Livada, au fost ridicate la rangul de oraș.

De-a lungul secolelor, numeroși oameni de cultură se leagă de meleagurile sătmărene. Printre cei mai cunoscuți se numără: Tamás Bakócz (arhiepiscop de Esztergom, candidat la Scaunul Papal), Gáspár Károlyi (primul traducător al Bibliei în limba maghiară), Sándor Károlyi (om politic), Grigore Maior (episcop de Blaj), Ferenc Kölcsey (poet, om politic), Sándor Petőfi (poet), Petru Bran (preot, profesor), Vasile Lucaciu (preot, om politic), Margit Kaffka (scriitoare), Ady Endre (poet), Aloisie Ludovic Tăutu (prelat papal, cercetător), Bálint Csűry (lingvist), Jenő Dsida (poet), Rodion Markovics (scriitor, publicist), János Scheffler (episcop martir), Aurel Popp (pictor), Francisc Pall (istoric), Domokos Szilágyi (poet), Paul Erdős (grafician), Gheorghe Bulgăr (lingvist), Ioniță G.Andron (fotograf).