Thời kỳ Tiền Colombo

Trước khi người châu Âu đến khai phá nước Mỹ, tại Illinois đã từng tồn tại một nền văn hóa với tên gọi Cahokia. Tuy nhiên nền văn minh này đã bị biến mất vào thế kỉ 15 mà không rõ lý do. Những người chủ tiếp theo của Illinois là người Illini, một liên minh chính trị giữa các bộ lạc da đỏ bản địa. Năm 1700, ước tính có khoảng 25.000 người da đỏ Illinois bản địa nhưng những cuộc tấn công của bộ lạc Iroquois đã khiến dân số của người Illini giảm đi nhiều. Thành viên của các bộ lạc Potawatomi, Miami, Sauk cũng đến định cư tại miền đông và miền bắc Illinois.

Người châu Âu khai phá

Năm 1673, hai nhà thám hiểm người Pháp là Jacques Marquette và Louis Jolliet đã khám phá ra sông Illinois. Năm 1680, người Pháp đã xây dựng đồn lũy đầu tiên của họ tại nơi mà ngày nay là thành phố Peoria. Illinois được duy trì là một lãnh thổ của Đế chế Pháp cho tới tận năm 1763, khi nó bị nhượng lại cho người Anh. Năm 1778, George Rogers Clark tuyên bố vùng Illinois thuộc về Virginia. Năm 1783, Virginia chuyển vùng đất này cho liên bang quản lý và Illinois được sáp nhập vào Lãnh thổ tây bắc.

Thế kỉ 19

Ngày 3 tháng 2 năm 1809, vùng lãnh thổ Illinois được thành lập với thủ phủ đặt tại thành phố Kaskaskia. Năm 1818, Illinois chính thức được gia nhập Hoa Kỳ và trở thành tiểu bang thứ 21. Một lượng lớn người nhập cư từ Kentucky đã đổ vào tiểu bang mới này. Những thay đổi về địa giới hành chính sau đó đã khiến Illinois mở rộng lên phía bắc để bao gồm cả hải cảng Chicago, nay là thành phố lớn nhất Illinois.

Những cuộc chiến tranh giữa những bộ tộc da đỏ bản địa với người da trắng đến sau vẫn tiếp diễn. Năm 1832, cuộc chiến tranh Diều Hâu Đen (Black Hawk War) bùng nổ tại Illinois và Wisconsin. Quân đội chính phủ Mỹ được cử tới và đã đẩy người da đỏ sang vùng Iowa.

Illinois nổi tiếng với việc chống lại chế độ nô lệ. Ngay từ khi gia nhập liên bang, tiểu bang Illinois đã tuyên bố bãi bỏ chế độ nô lệ. Tổng thống Abraham Lincoln đến từ Illnois là một trong những nhân vật vĩ đại nhất lịch sử nước Mỹ khi ông tuyên bố xóa bỏ chế độ nô lệ và giữ vững sự thống nhất đất nước trước việc các bang theo chế độ nô lệ ở miền Nam đòi ly khai. Trong cuộc nội chiến, đã có 250.000 đàn ông Illinois tham gia vào quân đội của Liên bang, nhiều thứ 4 cả nước.

Sau cuộc nội chiến, nền công nghiệp của Illinois phát triển mạnh mẽ với những ngành như cơ khí, luyện kim, chế biến lương thực thực phẩm... Đây cũng là nơi phong trào công nhân phát triển mạnh nhất nước Mỹ. Ngày 1 tháng 5 năm 1886, cuộc Tổng bãi công của công nhân thành phố Chicago nổ ra đòi ngày làm 8 giờ đã buộc giới chủ phải nhượng bộ. Về sau ngày này được lấy làm ngày Quốc tế lao động.

Thế kỉ 20

Bước sang thế kỉ 20, kinh tế Illinois tiếp tục phát triển cho đến cuộc Đại khủng hoảng 1929 làm một nửa số công nhân tại Illinois thất nghiệp. "Chính sách mới" của tổng thống Franklin Roosevelt đã góp phần làm ổn định lại nền kinh tế. Khi Chiến tranh thế giới thứ hai nổ ra, nhu cầu chiến trường tăng mạnh đã dẫn đến sự hồi phục của nền kinh tế Illinois. Illinois đã đóng góp rất nhiều sức người và sức của trong hai cuộc thế chiến.

Trong thập niên 1960 và thập niên 1970, kinh tế Illinois bắt đầu có biểu hiện suy thoái. Ngày nay, bên cạnh những ngành công nghiệp truyền thống như luyện kim, cơ khí, chế biến lương thực thực phẩm, Illinois đang nỗ lực xây dựng một nền kinh tế hậu công nghiệp với những ngành công nghệ cao như điện tử, tin học, tài chính...

Năm 1970, Hội nghị Hiến pháp lần thứ 6 được tổ chức nhằm soạn thảo một hiến pháp mới cho tiểu bang Illinois thay thế bản hiến pháp cũ có từ năm 1870. Trận lũ lịch sử tại vùng thượng sông Mississippi năm 1993 đã nhấn chìm nhiều nhà cửa và gây nhiều thiệt hại nghiêm trọng cho tiểu bang này.