Город Липецк основан в 1703 году.
Первые поселения Самые ранние поселения на территории современного города представлены археологическими памятниками «Липецкое городище» в холмистой низине изгиба Липовки (воронежская и абашевская культура II тыс. до н. э., городецкая и сарматская культура I тыс. н. э., позднерусский период) и «Липецкое озеро» (чуть ниже) в пойме реки Воронеж (неолит, энеолит и бронзовый век, V—II тыс. до н. э.). Оба памятника в настоящий момент почти полностью разрушены застройкой.
По версии одного из липецких краеведов, укреплённое славянское поселение на месте современного города существовало ещё до начала монгольского нашествия. Оно располагалось на крутом холме и было с севера, запада и юга защищено неприступными склонами. С более пологой восточной стороны был насыпан земляной оборонительный холм, остатки которого сохранились до нынешнего времени. В центре поселения находился княжеский дом, а вокруг жили ремесленники. Другими исследователями на этом месте зафиксировано лишь поселение IX века борщёвской культуры, для которого не были характерны укрепления и атрибуты княжеской власти. Либо вовсе отрицается присутствие здесь в I тысячелетии н. э. славян в пользу городецкой и сарматской культур раннего железного века.
В летописях город с названием Липовичск впервые упоминается в 1283—1284 годах в контексте событий, связанных с борьбой Руси против монголо-татарского ига. В 1284 году город был полностью разрушен баскаком Ахматом и в течение нескольких последующих столетий никаких упоминаний о нём нет.
Ряд авторов (историков, археологов) оспаривают связь летописного Липовичска с нынешним Липецком, в краеведческих работах подобные отождествления зачастую также отсутствуют. В тех работах по истории города, где в этом контексте упоминается сюжет с историей Липовичского княжества, обычно отсутствуют ссылки на данные археологических исследований Липецкого городища помимо факта установки мемориального обелиска с информацией о слое XIII века. По данным археологов, проводивших последние исследования памятника, слой обнаружен не был.
Тем не менее, название современного города не первое столетие ретроспективно связывают с летописным, по аналогии с Воронежем, место омонимичного «предка» которого до сих пор доподлинно не установлено.
XVII век Завершение основного этапа татаро-монгольской зависимости и консолидация северо-восточных русских земель приводят к постепенному освоению и заселению южных рубежей. В XVI веке это, прежде всего, Верхнее Придонье, а с начала XVII века — Поворонежье (участок между Верхним Доном и Воронежем).
Село Малые Студёнки Липские, находившееся на месте современного города, летописи впервые упоминают в первой половине XVII века. Отмечается, что люди заселили эту местность из рязанских краёв, спасаясь от «Борисова разорения». Вместе с окрестными поселениями вниз по реке Воронеж, эти земли считались вотчиной бояр Романовых. Часть поселений получает слободской и военный статус: так, примыкающие к Студёнкам вниз и вверх по течению реки, Соколье (владение Трубецких) и Романово Городище официально становятся городами. Оба входили в Белгородскую засечную черту, причём Романов управлялся автономно, вне приказа. В XVIII веке Сокольск и Романов постепенно утрачивают значение и становятся сёлами, а уже в XX веке частично входят в черту города (район Сокол и Телецентр (Подгорное)).
К Студёнкам ещё в XVII веке примыкает Паройская пустынь. Через это место проходила дорога из Москвы в Воронеж, в частности, известный путь Петра I из Раненбурга в Романов. Плотина монастырской мельницы, которую позднее с компенсацией изъяли у монахов, послужила в дальнейшем быстрому возведению здесь завода.
Предположительно с конца XVII века в районе села Малые Студёнки Липские начинается разработка железных руд и с 1700 года (по другим данным — 1703 г.) строительство Липских железных заводов вслед за Боринским. В некоторых источниках отмечено как «строение в Сокольску».
XVIII век. Основание 1703 год принято считать годом основания Липецка (День города отмечается в третье воскресенье июля). Тогда на реке Липовке, на месте её впадения в реку Воронеж, было начато строительство железоделательных заводов для нужд российского флота (см. воронежские верфи) и армии, которые во время Северной войны оказали большую поддержку в их снабжении, став очагом развития капитализма среди здешних земель. К этому времени заводы стали крупными, занимая второе место в России по выплавке чугуна.
Разросшееся после постройки заводов село Романовского уезда в 1709 году было переименовано в слободу Ли́пские Заво́ды (Ли́пские желе́зные заво́ды) и вошло в состав Сокольского уезда. Здесь располагался путевой дворец Петра I и ряд церквей. Быстрое расширение производства (строительство Нижнего завода) привело к необходимости сооружения уникального и крупнейшего в царской России пруда. Казённые заводы обеспечивали военный флот, призванный защищать южные рубежи, металлом, пушками, мушкетами, пистолетами, бомбами. В мирное время заводы производили котлы, чугунки, сковородки.
Первое время в слободе существовали частные кузницы и доменные печи, но, не выдержав конкуренции, они были закрыты. Помимо железоделательных заводов, здесь существовали суконная, кожевенная, чулочная, шляпная фабрики, красильная, бударная мастерские, овцеводческое хозяйство. Липецк был производственно-логистическим центром целого металлургического комплекса, к которому относились Козьминский якорный и Боринский чугунолитейный и позднее Новопетровский передельный заводы. Приписанные в 1713 году к Липским железоделательным заводам города — Романов, Сокольск, Белоколодск (и соответствующие уезды) — некоторое время существовали в губернии вне провинциального деления.
В 1745 году заводы перешли из казны «на восстановление» во владение князю Репнину, и положение дел в поселении изменилось. Прежде всего, ухудшилось положение рабочих, оплата труда которых упала в 2 раза, начались волнения. Злоупотребления привели в 1762 году к установлению на год рабочего управления. Расследование положения дел Екатериной II и начавшаяся турецкая война возвратили заводы в казну. Война сказывается неоднозначно: она приводит к одновременному взлёту и упадку поселения.
16 сентября 1779 года по указу Екатерины II слобода Липские Заводы официально получает статус уездного города Тамбовского наместничества (с 1796 года — Тамбовской губернии) с названием Липецк. В него входит прежняя слобода Липские Заводы. Сокольский уезд упраздняется. В то время здесь проживало около 6 тыс. человек.
16 августа 1781 года Липецк получает свой герб. Под тамбовским губернским гербом (улей и три золотые пчёлы) — раскидистая липа на золотом фоне, отражающая имя города. В 1789 году город получает свой первый генплан.
В 1789 году в городе появилось первое учебное заведение — Малое народное училище. В 1791—1803 годах строится самый высокий в городе храм, до сих пор являющийся архитектурной доминантой, — Христорождественский собор.
XIX век По окончании русско-турецкой войны был заключён Ясский мирный договор, закрепивший российские границы в Северном Причерноморье и необходимость поддержания Воронежских верфей отпала. Этот факт вместе с истощением лесов, использовавшихся для топлива привёл к упадку производственной жизни в уездном центре. После открытия на юге Российской империи новых чугуноплавильных заводов с новой, более совершенной, технологией выплавки чугуна и стали на коксе в 1795 году, Липские заводы, с устаревшим технологическим процессом не выдержавшие конкуренции, были ликвидированы, а основная часть оборудования и рабочих были переведены на Луганский завод. После закрытия заводов индустриальное развитие города замедлилось.
Сооружённый для нужд завода, пруд выделялся не только размерами, но и отсутствием ихтиофауны. Этот факт был замечен местным населением. В 1800 году, врач уездного города Липецка, Вандер, донёс в медицинскую коллегию о целебных свойствах и случаях излечения местной минеральной водой. С 1801 года популярность источника начинает расти, из соседних губерний начинают съезжаться лечащиеся. К 1803 году тамбовские власти начинают облагораживать место вокруг минерального колодца, где располагались развалины железных заводов. Строятся деревянный шатёр и тесовая галерея. После того, как химический анализ показал сходство минеральных вод с водами известных западноевропейских курортов, в 1805 году в прессе эта тема получила широкое освещение. В условиях наполеоновских войн и социальной напряжённости в Европе курорт получает популярность в высшем обществе как отечественный аналог бельгийскому Спа. Год спустя, на территории бывшего завода был разбит «английский сад», впоследствии названный Нижним парком. Вход в парк и курорт был платным и недоступным для большинства простых людей.
В 1806 году в деревянном хаотично застроенном Липецке случился большой пожар, после которого застройка города стала производиться уже по Генеральному плану, с прямыми широкими улицами и зданиями из камня и кирпича. Были построены курортные здания, гостиница, зал развлечений. На Дворянской улице (ныне ул. Ленина) появились дворянские и купеческие особняки. В городе по разным берегами реки Липовки находились две площади — центральная и торговая (ярмарочная). На окраине располагался парк для прогулок «Воронежская роща». В честь исчезнувшего парка носила название Гульбищенская улица. По периметру города располагались вал, ров и четверо ворот. Первым архитектором города в 1809 году стал архитектор курорта Минеральных вод А. Славинский. В том же году в нём появляется публичная библиотека, всего 3 % томов которой написаны на русском языке. В 1811 году строится Верхний (Дворянский) парк.
В 1820 году город посещает Александр I. В его честь в курортном здании устраиваются балы, ставшие вскоре традицией среди приезжающей сюда знати. На сцене курортного зала устраивались спектакли и фейерверки, город посещают известные по всей империи музыканты и актёры, а в 1837 году наследник престола Александр II. В 1839 году по заказу лечившегося минеральными водами петербургского купца Павла Небученова построен обелиск Петру I.
В 1862 году в городе насчитывалось 834 двора с 11659 жителями (6072 мужского пола и 5587 женского). В городе находилось 8 православных церквей, 3 училища (уездное, духовное и приходское), больница и почтовая станция. Функционировали три ярмарки и пять заводов (два мыловаренных, два свечносальных, салотопенный). Позднее, в 1863 году строится винокуренный завод, ставший впоследствии крупнейшим. В 1858—1872 годах на территории будущего посёлка Тракторостроителей существовало Липецкое егерское училище.
В 1868—1869 годах через город проходит Елецко-Грязинская железная дорога, строится станция «Липецк» и, знаменитый своими пассажирами (от И. А. Бунина до Г. В. Плеханова), Грязинский железнодорожный узел.
В 1869 году выходит первая городская газета — «Липецкий летний листок», в которой освещались местные новости и публиковались коммерческие предложения.
К последней трети XIX века профиль услуг курорта расширяется: появляется грязелечение (лечебные грязи добывали со дна Петровского пруда), торфолечение (железистый торф был найден на территории Нижнего парка) и кумысолечение. Курортный город в эту пору привлекал не только светскую публику из знати, но и политическую богему из числа народовольцев. Так в 1879 году здесь проходил съезд объединения «Земля и Воля» и ряда других народнических организаций, на котором обсуждались террористические и политические методы борьбы, в том числе организация покушения на Александра II . В память о тех днях в Нижнем парке впоследствии установлен памятник народовольцам. В работе съезда не принимал участия Г. В. Плеханов, уроженец Липецкого уезда, на тот момент придерживавшийся более мягких позиций. Именно в Липецке оформилась организация «Народная воля».