Nguyên thủy, vùng đất này là lãnh thổ Tây Khương. Lan Châu sau đó trở thành một phần lãnh thổ của nước Tần từ thế kỷ 6 TCN. Năm 81 TCN, trong thời kỳ nhà Hán (206 TCN-220), Lan Châu thuộc quận Tấn Thành. Thành phố này còn được gọi là Kim Thành do nó là một điểm dừng chân trên Con đường tơ lụa phía bắc[1][2] và là điểm vượt qua Hoàng Hà có tầm quan trọng lịch sử. Để bảo vệ thành phố, Vạn lý trường thành được mở rộng đến Ngọc Môn. Sau khi nhà Hán sụp đổ, Lan Châu trở thành kinh đô của các tiểu quốc bộ lạc ở đây. Do sự giao lưu của các nền văn hóa khác nhau, khu vự của tỉnh Cam Túc ngày nay từ thế kỷ 5 đến thế kỷ 11 đã trở thành trung tâm nghiên cứu Phật giáo. Trong thế kỷ 4, trong một thời gian ngắn nó đã là kinh đô của Tiền Lương. Nhà Bắc Ngụy (386-534) tái lập quận Tấn Thành, đổi thành huyện Tự Thành. Dưới thời nhà Tùy (581-618), Lan Châu lần đầu tiên trở thành thủ phủ của quận Lan Châu và duy trì tên gọi này cho tới nhà Đường (618-907). Năm 763, người Tạng đã tàn phá khu vực này và nhà Đường chỉ giành lại vào năm 843. Sau đó Lan Châu thuộc quyền kiểm soát của Tây Hạ (thịnh vượng tại khu vực Thanh Hải từ thế kỷ 11 tới thế kỷ 13). Nhà Bắc Tống (960-1126) giành lại Lan Châu năm 1041. Tên gọi Lan Châu được tái thiết lập. Sau năm 1127, Lan Châu rơi vào tay nhà Kim. Sau năm 1235, nó thuộc quyền quản lý của người Mông Cổ. Dưới thời nhà Minh (1368-1644) Lan Châu là một huyện thuộc châu Lâm Thao nhưng sau đó vào năm 1477 thì Lan Châu lại tách ra như một châu tách biệt. Thành phố được đặt tên như ngày nay từ năm 1656 dưới thời nhà Thanh. Khi Cam Túc trở thành một tỉnh tách biệt vào năm 1666 thì Lan Châu trở thành thủ phủ của tỉnh này.