史前
1486年，葡萄牙航海家巴托罗缪·迪亚士（Bartholomew Diaz）首次于航海日志中描述到开普敦这个地方。但在此之前，并没有文献明文记载开普敦的历史。然而，在一些化石挖掘和考古过程中，可以证明在此之前是有人居住于该地的。第一批在该地居住的人大约出现在公元前十万年左右的石器时代。他们度过了冰河时期，但当时的水平面比现时还要低120米。由于湿度的增加，开普平原後来慢慢地布满了树木，绿草如茵。另外，在公元前八千年出土的化石中，也证明了当地居民在那时已懂得制造弓与箭去狩猎。六千年后左右，一些内陆地区的居民大量迁徙至该地，并引入了农业知识，令该地人民开始耕种维生。
建城
第一批到达此地的欧洲人是1486年由迪亚士带领下到达的。其后，葡萄牙航海家瓦斯科·达·伽马在1497年开发由欧洲直达亚洲的航线中途到达此地。另外，桌山则是由另一名葡萄牙航海家安东尼奥·达·沙丹那（Antonio da Saldanha）所命名的，意谓“海角之桌”（Taboa da caba）。在此之前，该山的原名是由当地的科伊族人（Khoi）所起的海山（Sea Mountain，Hoeri 'kwaggo）。
开普敦与欧洲开始紧密联系始于1652年。荷兰船长赞·范里贝克（Jan van Riebeeck）与其他荷兰东印度公司的职员获派遣至该地建立一个转为远航亚洲的途经船只提供补给的中途站，他们的三艘船只于1652年4月6日抵达。他们很快就建立起驻扎点、菜园和果园，而这些园林仍保存至今成为今天的公司花园（Company Gardens）。他们从桌山上的清新河（Fresh River）上开拓引水道将河水引作灌溉之用，并以其种植之农作物与原居的科伊族人交易绵羊和牛犊。另外，在桌山的东南两边以及豪特湾的森林为兴建房屋和船只提供了充足的木材。在这个时候，东印度公司垄断了所有贸易事务，并禁止一切私人交易。荷兰人并为他们遇到的民族命名，如称当地的游牧民族为何腾托人（Hottentots），称居于沿海地域以采贝为生的民族为史特兰洛帕人（Strandlopers），以及称以狩猎为生的人为布西曼人（Bushmen，意谓居住于丛林地的人）。
首次出现亚洲人迁居非部南部始于1654年，这些移民都是被荷兰巴达维亚最高法院（Dutch Batavian High Court）放逐到非洲的。这些亚洲人组成了开普有色人种（Cape Coloured）族群的雏型，并将伊斯兰教带到该地。而首次的大型领土扩张则发生于1657年，当时的东印度公司将位于里斯贝克河（Liesbeeck River）沿岸的农地分派给下仆耕种，以尝试增加农作物的产量，但依然保留财政上的主导权。同年，首批从爪哇和马达加斯加引入的奴隶开始为他们工作。1658年，欧洲人开始与当地原住民展开了领土上的冲突，他们夺得了科萨族人的土地。其后，在1666年欧洲人开始于范里贝克建造的木制要塞上改建了首座军事基地好望堡（Castle of Good Hope），堡垒于1679年落成，是现在南非最古老的建筑物。
1679年，荷兰首位派驻总督的西蒙·范德斯特尔（Simon van der Stel）到达开普敦，替代范里贝克成为当地领导者。他致力于种植葡萄和酿制葡萄酒，为这个日后的重要产业奠下了重大的基础。另一方面，他也致力于扩展殖民地的疆界和领土。1688年，首批非荷兰裔的移民来到了开普敦，他们就是在法国反新教徒运动中被逼害的胡格诺派教徒。东印度公司为他们提供了居住点和农地，而他们亦为未来的葡萄酒发展作出了重大的贡献。
随着外地移民的不断增加，直至1754年开普敦的外来人口已达5,510名欧洲人以及6,729名奴隶。但在1780年，英国和法国开始了他们之间的战争，而作为法国夥伴的荷兰也加入了战事，故此法国派出了一小支军队到开普敦作防卫之用。但其后军队于1784年被撤走，而法国在1795年更入侵荷兰，令荷兰东印度公司陷入极严重的财政危机。当时，建立荷属巴达维亚共和国的荷兰王子（Prince of Orange）出逃至英国寻求保护。这件事却为英国带来了一个重大的成功契机。在当时，新闻传播并不发达，欧洲的新闻往往需要很长的时间才能传到非洲。故此，开普敦的首长对欧洲情况并不清楚，只知道法国夺去了荷兰一些土地，所以荷兰有可能会在战事中改变立场而已。就在此时，英国军方带著一封声称由荷兰王子所撰的授权书信要求在开普敦驻军以作保护之途。正与开普敦官员争论是否应该相信他们之际，英国就突然发动“梅森堡战役”（Battle of Muizenberg）成功占领开普敦，并随即宣布开普敦成为自由港。
近代
根据法国和英国之间的和平协议，开普敦于1802年归还荷兰人手上。但是，三年後两国再度开战，英军则再度派军到开普敦。然而，这段期间却是令开普敦逐渐发展为城市的一个关键时期（开普敦英文名称“Cape Town”的“Town”原本就只是“镇”的意思），大街小巷都开始铺设了水管，城市建设亦开始发展起来。另外，他们亦制订了流浪者甄别法律，当地的原住民部族被强硬规定必需声明一处地方为固定的居所，并在无批准之下不可擅自迁移。英、法两国之间的战争在1814年以英军胜利告终。英国制订了一项条约以令他们可用金钱买下不同国家的领地。开普敦亦于此时正式由英国出巨资永久买下了。这段时期，英国视对开普敦的行政管理为他们对控制印度的基石。而当时的荷兰政府已因战事影响，财务陷入严重赤字，无奈下唯有答应条款，但他们仍被允许以开普敦作船只维修和补给的中途站。
另外，于1809年制订的流浪者甄别法律于1829年被撤消。故此，原属游牧民族的何腾托族人在此时原理上是与欧洲人同等的。1834年，奴隶被解放，估计约有39,000人在此时消除了奴隶的身份。解放奴隶则间接驱动了当地马来穆斯林社区在开普敦建立起马来区波卡普（Bo-Kaap）。同年，开普敦立法议会成立。
在南非历史上其中一件最重大的事件可算是1836年的大迁徙（Great Trek），当时约莫有10,000个荷兰家庭因各自不同的理由而迁往北方寻找新居住地，从而开发了国家的内陆地区。其后在1840年开普敦自治区成立，当时全市人口有20,016人，当中10,560人为白种人。
南非独立后，开普敦成为其中一处游客最爱之地，但同时亦存在著不少社会问题。开普敦是全世界凶杀案发生率最高的地方之一，另外爱滋病、结核病以及频繁的毒品罪案也是开普敦需要面对的问题。
高等教育
开普敦拥有三所大学以及多所高等院校。
在开普敦市中心地带有著名的开普敦大学(University of Cape Town)和西开普省大学(University of the Western Cape)，另有还有距离市中心50公里的史泰伦布西大学(Stellenbosch University)。
开普敦大学是南非其中一间名列前茅的大学，亦是昔日对抗种族隔离政策的中心。该校创始于1829年，是南非共和国第一间大学。在创校之时，大学的名称为南非学院(South African College)，只为传教士提供教育服务。及後经过多年发展后，开普敦大学已成为世界首屈一指的高等院校。世界上第一宗人类心脏移植手术就是由开普敦大学附属医院的克里斯·班纳特教授 (Prof. Chris Barnard)所完成的。另外，开普敦大学亦有两名毕业生得过诺贝尔奖，分别是1979年得到诺贝尔生理学或医学奖的阿伦·哥麦克(Allan Cormack)、及1982年获得诺贝尔化学奖的艾朗·克卢格 (Aron Klug)。
此外较为著名的还有开普半岛理工大学(Cape Peninsula University of Technology)，该大学颁发学士、硕士以及博士学位。它拥有的9个校区分布在开普顿不同的卫星城市。
开普敦大学
开普敦大学（University of Cape Town）是非洲撒哈拉以南地区最古老的大学之一，也是南非最早的大学，它始建于1829年，当时名为南非学院（South African College）。开大现有10大学院：文学院、商学院、教育学院、工程学院、美术与建筑学院、法学院、医学院、音乐学院、自然科学院、社会科学与人文科学学院。10大学院下面有100多个从事教学的系科，另外还有近40个从事研究工作的中心、单位和研究所。
斯泰伦博什大学
斯泰伦博什大学(Stellenbosch University)始建于1865年，位于距开普敦50公里的斯泰伦博什大学城。本科完全使用南非荷兰语教学，研究生使用英语教学。现有150个专业、10个专门学院和40个研究中心，其中林业和军事科学系是南非各大学中独有。现有学生15662人。该校教学质量和学术科研水平均较高。2004年中国教育部在斯泰伦博什大学成立了中国研究中心和孔子学院，现有学生60人。
开普半岛理工大学
开普半岛理工大学(Cape Peninsula University of Technology)2005年由开普理工学院和半岛理工学院合并而成。开普半岛理工大学共有12个学院、72个科系，有65个大专文凭课程，46个学士学位课程，大量高中文凭课程和硕士及博士学位课程。共有25000学生。
西开普大学
西开普大学(University of the Western Cape)1959年根据南非国会一项为“有色”人种学生建立专门种族学院的法案而建。该大学主要以有色人为主，种族隔离时期是反种族隔离运动的基地。曾获诺贝尔和平奖的南非大主教图图是该校名誉校长。现有艺术、社会和健康科学、牙医、经济和管理科学、教育、法律、自然科学等68个系，16个研究所，学生12450人。