Sách Tây Hồ chí ghi rằng, Hồ Tây có từ thời Hùng Vương, bấy giờ nơi đây là một bến nằm giáp sông Hồng thuộc động Lâm Ấp, nên được gọi là bến Lâm Ấp thuộc thôn Long Đỗ. Ở vào thời Hai Bà Trưng bến này ăn thông với sông Hồng, bao bọc quanh hồ là rừng cây gồm nhiều loại thực vật chính như tre ngà, bàng, lim, lau sậy, gỗ tầm... Cùng một số loài thú quý hiếm sinh tồn [3]. Ngoài ra, xung quanh bờ hồ còn có sự xuất hiện của các hang động vừa và nhỏ, bờ phía Tây có Già La Động (nay là Quán La thuộc phường Xuân La), bờ phía Đông có Nha Lâm Động (nay là phố Yên Ninh, Hòe Nhai), bờ phía Nam có Bình Sa Động (thời Lý đổi là Giáp Cơ Xá nay thuộc quận Hoàn Kiếm). Cư dân sinh sống ở đây rất thưa thớt, họ sống chủ yếu bằng nghề săn bắt thú rừng, tôm, cua, cá và trồng tỉa cây cối [4].

Về địa lý, Hồ Tây là hồ ngoại sinh, có dạng lòng chảo, ngành địa chất lịch sử đã chứng minh được Hồ Tây là một phần của Sông Hồng.

Sách Đại Việt sử ký toàn thư chép, năm 1044, tháng 9 Vua sai đặt cũi lớn ở Dâm Đàm (Hồ Tây) lấy con voi nhà của Chiêm Thành làm mồi dử voi rừng vào trong ấy, vua thân đến bắt[3][5]

Hồ Tây từ lâu lắm đã là thắng cảnh. Thời Lý - Trần, các vua chúa lập quanh hồ nhiều cung điện làm nơi nghỉ mát, giải trí như cung Thúy Hoa và Từ Hoa thời Lý nay là khu vực điện Hàm Nguyên thời Trần nay là khu chùa Trấn Quốc. Tương truyền, chùa Kim Liên được dựng trên nền cung điện của Công chúa Từ Hoa là con Vua Lý Thần Tông. Để phát triển cơ sở tầm tang, công chúa Từ Hoa đã mang các cung nữ ra khu vực Hồ Tây khai hoang, lập ấp và dựng nghề trồng dâu nuôi tằm dệt lụa cho họ. Trại Nghi Tàm là một điền trang lớn quán xuyến việc này.

Hồ Tây vẫn được khai phá, cải tạo vào thời nhà Trần. Công chúa Túc Trinh con Vua Trần Thánh Tông (1258-1278) đã rời cung điện ra vùng Bắc Kinh thành Thăng Long rồi bỏ tiền phát chẩn, cấp giống vốn cho dân nghèo làm ăn sinh sống. 'Lúc đầu chỉ chiêu mộ được 10 nhân khẩu, thấy mảnh vườn bên sông vừa đẹp lại vừa tiện đi lại nên lập ấp nhỏ ở xứ Vườn, sau dân lập thành làng đặt tên là Cổ Nhuế viên.

Chiêu nghi Vũ Thị Ngọc Xuyến (Vương phi của Chúa Trịnh Tạc) ở Thế kỷ XVII đã có công giúp dân khai khẩn ruộng hoang trông khu vực làng Xã Minh Cảo - Xuân Đỉnh (nay thuộc Quận Tây Hồ). Trước đây, sâm cầm hồ Tây được xem là đặc sản tiến vua, nhưng có giai thoại kể là nhờ công bà Huyện Thanh Quan thảo đơn giúp dân thưa việc xách nhiễu của quan trên và vua Tự Đức xét đơn đã tha lệnh cống cho vùng.[6][7] Nhưng cùng với thời gian, Hồ Tây hẹp lại, dơ hơn và ít rong rêu, và vì sự săn bắn bừa bãi, từ khoảng năm 1994, chim sâm cầm đã không trở về Hồ Tây.[8]

Hồ Trúc Bạch cũng chính là một phần của Hồ Tây, từ thế kỉ XVII khi dân hai làng Yên Hoa (nay là Yên Phụ) và Yên Quang (nay là phố Quán Thánh) đắp con đê ngăn góc đông nam Hồ Tây để nuôi bắt cá. Từ khi thành một hồ biệt lập, hồ đã đi vào thư tịch cổ. Sách "Tây Hồ chí" cho biết nguyên ở phía nam hồ có làng Trúc Yên, có nghề làm mành, do đó nhà nào cũng trồng trúc, trúc mọc như rừng. Đường Thanh Niên có từ năm 1957 - 1958, trước gọi là đường Cổ Ngư, hình thành từ một con đê hẹp được đắp ngăn một góc Hồ Tây. Theo ý kiến của Chủ tịch Hồ Chí Minh, sau khi đường được thanh niên học sinh Hà Nội lao động trong những ngày thứ bảy cộng sản mở rộng như ngày nay.

Ven hồ Trúc Bạch có nhiều di tích lịch sử và công trình kiến trúc đặc sắc như đền Quán Thánh ở ngay góc tây nam hồ. Phía đông có chùa Châu Long, tương truyền xây từ thời Trần, là nơi tu hành của công chúa con vua Trần Nhân Tông. Có đền An Trì, nơi thờ Uy Đô, một anh hùng chống quân Nguyên.

Sách "Tây Hồ chí" cho biết thời chúa Trịnh Giang xây ở đây một cung điện gọi là Viện Trúc Lâm. Về sau, viện trở thành nơi giam cầm những cung nữ có lỗi, phải dệt lụa để mưu sinh. Lụa đẹp, bóng bẩy, nổi tiếng khắp kinh thành, gọi là lụa làng Trúc. Phía bắc hồ Trúc Bạch có một gò đất nhỏ, trên gò có đền thờ Cẩu Nhi gắn với chuyện Lý Công Uẩn dời đô.

Từ chốn rừng rậm, đầm lầy hoang hóa, qua công lao khai khẩn xây dựng của bao thế hệ, trong đó có sự đóng góp rất lớn của một số vương phi các triều đại, Hồ Tây đã trở thành một thắng cảnh văn hóa - du lịch nổi tiếng của Kinh đô Thăng Long - Hà Nội. Nếu Hồ Tây được ví như nhụy hoa thì Thập tam trại (13 làng trại) là những cánh hoa đẹp tỏa hương sắc thơm lành.[3]