Thành phố Lào Cai hình thành trên cơ sở hợp nhất 2 thị xã là Lào Cai và Cam Đường. Hai thị xã này vốn chỉ nằm cách nhau 7 km theo đường chim bay, mỗi thị xã có một thế mạnh riêng. Thị xã Lào Cai có cửa khẩu Lào Cai nối liền tuyến liên vận quốc tế Hà Nội - Hải Phòng với các tỉnh phía Nam Trung Quốc, còn thị xã Cam Đường có ngành công nghiệp khai thác quặng apatit số 1 của Việt Nam.

Sau năm 1975, thị xã Lào Cai thuộc tỉnh Hoàng Liên Sơn, gồm 4 phường: Cốc Lếu, Duyên Hải, Kim Tân, Lào Cai và 2 xã: Bắc Cường, Vạn Hòa.

Ngày 16 tháng 1 năm 1979, chuyển xã Đồng Tuyển thuộc huyện Bát Xát và 2 xã: Cam Đường, Nam Cường thuộc huyện Bảo Thắng về thị xã Lào Cai quản lý.

Ngày 17 tháng 4 năm 1979, Hội đồng Chính phủ ra quyết định sáp nhập thị xã Cam Đường vào thị xã Lào Cai. Thị xã Lào Cai gồm 8 phường: Bắc Lệnh, Cốc Lếu, Duyên Hải, Kim Tân, Lào Cai, Pom Hán, Thống Nhất, Xuân Tăng và 5 xã: Bắc Cường, Cam Đường, Đồng Tuyển, Nam Cường, Vạn Hòa.

Ngày 13 tháng 1 năm 1986, chuyển 2 xã Hợp Thành và Tả Phời thuộc huyện Bảo Thắng về thị xã Lào Cai quản lý.

Ngày 12 tháng 8 năm 1991, tỉnh Lào Cai được tái lập từ tỉnh Hoàng Liên Sơn cũ, thị xã Lào Cai trở lại là tỉnh lị tỉnh Lào Cai.

Ngày 9 tháng 6 năm 1992, tách các phường: Thống Nhất, Xuân Tăng, Pom Hán, Bắc Lệnh và các xã: Cam Đường, Nam Cường, Hợp Thành, Tả Phời để tái lập thị xã Cam Đường. Thị xã Lào Cai còn 4 phường: Cốc Lếu, Duyên Hải, Kim Tân, Lào Cai và 3 xã: Bắc Cường, Đồng Tuyển, Vạn Hòa.

Ngày 3 tháng 6 năm 1993, thành lập phường Phố Mới từ phần đất của phường Lào Cai và xã Vạn Hòa.

Ngày 31 tháng 1 năm 2002, toàn bộ diện tích và dân số của thị xã Cam Đường được tái sáp nhập vào thị xã Lào Cai. Thị xã Lào Cai gồm 9 phường: Lào Cai, Phố Mới, Cốc Lếu, Kim Tân, Duyên Hải, Bắc Lệnh, Pom Hán, Xuân Tăng, Thống Nhất và 7 xã: Vạn Hoà, Bắc Cường, Nam Cường, Đồng Tuyển, Cam Đường, Tả Phời, Hợp Thành.

Ngày 30 tháng 11 năm 2004, chuyển 2 xã Bắc Cường và Nam Cường thành 2 phường có tên tương ứng, thành lập phường Bình Minh từ phần đất của xã Cam Đường; chuyển thị xã Lào Cai thành thành phố Lào Cai và là đô thị loại III.

Ngày 30 tháng 10 năm 2014, Thủ tướng Chính phủ ban hành Quyết định số 1975/QĐ-TTg công nhận thành phố Lào Cai là đô thị loại II trực thuộc tỉnh Lào Cai[5].

Ngày 11 tháng 2 năm 2020, Ủy ban Thường vụ Quốc hội thông qua Nghị quyết số 896/NQ-UBTVQH14.[1] Theo đó:

• Sáp nhập 33,09 km2 diện tích tự nhiên và 7.142 người thuộc 15 thôn của xã Gia Phú, huyện Bảo Thắng vào phường Thống Nhất
• Sáp nhập toàn bộ 19,06 km2 diện tích tự nhiên và 4.390 người của xã Cốc San, huyện Bát Xát vào thành phố Lào Cai
• Sáp nhập 2,05 km2 diện tích và 650 người thuộc 2 thôn: Kim Thành 1, Kim Thành 2 của xã Quang Kim, huyện Bát Xát vào phường Duyên Hải
• Sáp nhập phường Phố Mới vào phường Lào Cai
• Điều chỉnh địa giới hành chính các phường Cốc Lếu, Duyên Hải, Kim Tân, Bình Minh, Pom Hán, Thống Nhất, Xuân Tăng và xã Đồng Tuyển
• Giải thể phường Thống Nhất sau khi điều chỉnh địa giới hành chính để thành lập xã Thống Nhất.

Sau khi điều chỉnh, thành phố Lào Cai có diện tích 282,13 km2, dân số là 130.671 người, có 10 phường và 7 xã như hiện nay.