Thành ủy Cần Thơ trước đó trực thuộc Tỉnh ủy Cần Thơ, sau năm 2004 trở thành Thành ủy Cần Thơ trực thuộc Trung ương.

Chi bộ An Nam Cộng sản Đảng tại Cần Thơ được thành lập ngày 10/11/1929 tại đồn điền Cờ Đỏ do Hà Huy Giáp làm Bí thư

Đảng bộ Đảng Cộng sản Việt Nam tỉnh Cần Thơ được thành lập năm 1930. Năm 1936 thành lập Liên tỉnh ủy Cần Thơ trực thuộc Xứ ủy Nam Kỳ do Tạ Uyên làm Bí thư, Quảng Trọng Hoàng làm Phó Bí thư Liên Tỉnh ủy, trực tiếp làm Bí thư Tỉnh ủy Cần Thơ. Liên Tỉnh ủy Cần Thơ với nhiệm vụ lãnh đạo phong trào cách mạng của 7 tỉnh gồm: Cần Thơ, Bạc Liêu, Sóc Trăng, Trà Vinh, Đồng Tháp, Sa Đéc và Rạch Giá.

Năm 1938, Tỉnh ủy lâm thời Cần Thơ được thành lập do Quảng Trọng Hoàng làm Bí thư Tỉnh ủy lâm thời.

Tỉnh ủy Cần Thơ tồn tại tới năm 1976 khi Bộ Chính trị quyết định sáp nhập Đảng bộ tỉnh Cần Thơ và Đảng bộ tỉnh Sóc Trăng thành Đảng bộ tỉnh Hậu Giang.

Đảng bộ tỉnh Hậu Giang được phân tách trở lại Đảng bộ tỉnh Cần Thơ và Đảng bộ tỉnh Sóc Trăng năm 1991. Thành ủy Cần Thơ trực thuộc Tỉnh ủy Cần Thơ.

Từ năm 2003, theo quyết định của Bộ Chính trị về vấn đề phát triển kinh tế Đồng bằng Sông Cửu Long đã ra nghị quyết về việc nâng cấp thành ủy Cần Thơ trực thuộc Trung ương. Nghị quyết giao cho Chính phủ, Bộ Nội vụ và Ban Tổ chức Trung ương Đảng quyết định thi hành. Ngày 26/11/2003 Quốc hội ra nghị quyết 22/2003/QH11 về việc phia chia tỉnh Cần Thơ thành thành phố Cần Thơ trực thuộc Trung ương và tỉnh Hậu Giang.

Tháng 1/2004 Ban Chấp hành Trung ương Đảng chỉ định Ban Chấp hành lâm thời Đảng bộ Thành ủy Cần Thơ.Lê Nam Giới là Bí thư Thành ủy lâm thời. Phạm Thanh Vận là Phó Bí thư Thành ủy lâm thời.

Ngày 23/11/2005 Đại hội đại biểu Đảng bộ thành phố lần thứ XI được tổ chức. Ngày 25/11/2005 Ban Chấp hành Đảng bộ Thành ủy Cần Thơ chính thức được bầu.