Kuala Lumpur có khởi nguyên vào thập niên 1850, khi chủ tịch Mã Lai của Klang là Raja Abdullah, một thành viên vương thất của Vương quốc Selangor, thuê một số lao công người Hoa để mở các mỏ thiếc mới và lớn.[9] Các thợ mỏ đi đến nơi hợp lưu của sông Gombak (trước đó gọi là sông Lumpur, nghĩa là "sông lầy bùn") và sông Klang để mở các mỏ tại Ampang, Pudu và Batu. Những thợ mỏ này phát triển nên một trạm mậu dịch và nơi này trở thành một thị trấn biên thùy.[10]

Những người thăm dò thiếc định cư tại Ampang,[9] và lập nên các tổ chức của họ.[11] Hai tổ chức lớn nhất là Hải Sơn hội do người Khách Gia chi phối, và Nghĩa Hưng hội do người Phúc Kiến chi phối, hai tổ chức này thường xuyên đấu tranh với nhau để tranh giành quyền kiểm soát việc sản xuất thiếc trong thị trấn.[11] Do đấu tranh liên miên giữa hai phe, sản xuất khai mỏ thiếc bị đình trệ, khiến cho người Anh (đương thời cai trị Selangor) bổ nhiệm một Kapitan (thủ lĩnh) người Hoa để quản lý Kuala Lumpur.[12] Khâu Tú (Hiu Siew) được bầu làm Kapitan đầu tiên, ông sở hữu một mỏ tại Lukut. Ông là một trong những thương gia đầu tiên đến Ampang, bán lương thực thực phẩm cho thợ mỏ để đổi lấy thiếc.[13]

Trong thời gian đầu, Kuala Lumpur tồn tại nhiều vấn đề, bao gồm nội chiến Selangor; và cũng gặp phải các tai họa như dịch bệnh hay hỏa hoạn và lũ lụt liên tiếp.[9] Khoảng thập niên 1870, Kapitan người Hoa thứ ba của Kuala Lumpur là Diệp Á Lai (Yap Ah Loy) trở thành thủ lĩnh, chịu trách nhiệm cho sự sống còn và phát triển có hệ thống sau đó của thị trấn. Ông bắt đầu phát triển Kuala Lumpur từ một điểm định cư nhỏ được ít người biết đến thành một thị trấn mỏ hưng thịnh.[14] Năm 1880, xét theo yếu tố chiến lược, thủ đô quốc gia của Selangor chuyển từ Klang đến Kuala Lumpur.[15]

Năm 1896, Kuala Lumpur được chọn làm thủ đô của Liên bang Mã Lai (Federated Malay States) mới hình thành.[16] Nhiều cộng đồng khác nhau định cư tại các khu vực khác nhau của Kuala Lumpur. Người Hoa chủ yếu định cư quanh trung tâm thương mại Quảng trường Thị trường, phía đông sông Klang, và hướng về phố Trung Hoa. Người Mã Lai, tầng lớp thương nhân người Ấn, và người Ấn theo Hồi giáo cư trú dọc theo phố Java (nay là Jalan Tun Perak). Padang, nay được gọi là Quảng trường Merdeka, là trung tâm của các văn phòng hành chính của người Anh.[9]

Trong Chiến tranh thế giới thứ hai, Lục quân Đế quốc Nhật Bản chiếm Kuala Lumpur vào ngày 11 tháng 1 năm 1942. Người Nhật chiếm đóng thành phố cho đến ngày 15 tháng 8 năm 1945, khi tổng tư lệnh của Đệ thất phương diện quân Nhật Bản tại Singapore và Malaysia là Seishirō Itagaki đầu hàng chính phủ Anh Quốc.[17] Năm 1957, Liên hiệp bang Malaya (Federation of Malaya) giành được độc lập khỏi sự thống trị của người Anh.[18] Kuala Lumpur vẫn là thủ đô khi Malaysia thành lập vào ngày 16 tháng 9 năm 1963.

Ngày 13 tháng 5 năm 1969, các cuộc bạo loạn sắc tộc tồi tệ nhất trong lịch sử Malaysia diễn ra tại Kuala Lumpur.[19] Cụm từ Sự kiện 13 tháng 5 được dùng để nói đến sự cố bạo lực giữa các thành viên của cộng đồng người Mã Lai và người Hoa. Bạo lực là kết quả của việc người Mã Lai tại Malaysia bất mãn với địa vị xã hội-chính trị của họ. Bạo loạn khiến 196 người thiệt mạng,[19] và dẫn đến các thay đổi lớn trong chính sách kinh tế quốc gia nhằm thúc đẩy và ưu tiên người Mã Lai trong lĩnh vực phát triển kinh tế.

Kuala Lumpur được trao địa vị thành phố vào năm 1972,[20] trở thành điểm dân cư đầu tiên của Malaysia được trao địa vị này sau khi độc lập. Đến ngày 1 tháng 2 năm 1974, Kuala Lumpur trở thành một Lãnh thổ liên bang.[21] Kuala Lumpur thôi làm thủ đô của Selangor vào năm 1978 sau khi thành phố Shah Alam được tuyên bố là thủ đô mới của bang.[22] Ngày 14 tháng 5 năm 1990, Kuala Lumpur kỉ niệm 100 năm chính quyền địa phương, hiệu kỳ và bài ca của lãnh thổ liên bang Kuala Lumpur được giới thiệu.

Ngày 1 tháng 2 năm 2001, Putrajaya được tuyên bố là một lãnh thổ liên bang, cũng như là nơi đặt trụ sở chính phủ liên bang.[23] Các chức năng hành pháp và tư pháp của chính phủ chuyển từ Kuala Lumpur đếm Putrajaya. Tuy nhiên, Kuala Lumpur vẫn giữ lại chức năng lập pháp,[24] và là nơi có cung điện của Yang di-Pertuan Agong (Quốc vương).[25]