Pulau Pinang pada awalnya dikenali sebagai Pulau Ka Satu. Seorang pelayar yang bernama Ragam menamakannya sedemikian kerana inilah satu-satunya pulau besar yang terasing yang ditemui beliau sewaktu berulang-alik berdagang dari Lingga ke Kedah.
Nama Pulau Ka Satu terus digunakan sehinggalah namanya diubah kepada Pulau Pinang disebabkan banyaknya pokok pinang yang tumbuh di pulau itu.
Bukti arkeologi menunjukkan Pulau Pinang dan Seberang Perai telah\ dihuni sejak zaman prasejarah lagi. Bukti pertama prasejarah negara ditemui di Guar Kepah, Seberang Perai pada tahun 1860. Berdasarkan timbunan cengkerang kepah dan kerang yang di dalamnya ditemui rangka manusia dengan alat batu, manik, pecahan tembikar dan sisa makanan, dijangkakan tapak di Guar Kepah ini berusia sekurang-kurangnya sekitar 3,000 hingga 4,000 tahun. Manakala penemuan alat batu beliung di beberapa tempat di Pulau Pinang merupakan merupakan bukti Neolitik iaitu bukti dari era pertanian yang awal yang dijangkakan berusia sekurang-kurangnya 5,000 tahun yang lalu.
Antara pedagang berbangsa Inggeris yang paling awal menemui Pulau Pinang ialah Kapten James Lancaster. Kapal The Edward Bonaventure milik pedagang tersebut adalah di antara tiga kapal yang dihantar oleh Britain dalam misi perdagangan ke Hindia Timur pada tahun 1591. Berdasarkan catatan pelayaran kapten tersebut, beliau menemui Pulau Pinang selepas singgah beberapa bulan di Pulau Rimau yang terletak di selatan Pulau Pinang pada bulan Jun 1593. Dalam perjalanan meninggalkan Pulau Rimau itulah beliau menemui Pulau Pinang yang kelihatan tidak berpenghuni.
Satu daftar ukur tanah dan kawasan yang bertarikh 1795 menyebut kawasan Datok Keramat telahpun dihuni sejak tahun 1705 berdasarkan penemuan kawasan perkampungan orang Melayu dan tanah perkuburan seluas 18 ekar di kawasan tersebut. Penempatan-penempatan juga turut dibuka oleh orang Melayu di Batu Uban, Sungai Kluang dan beberapa kawasan lain. Di Seberang Perai pula, sewaktu diambil alih oleh Syarikat Hindia Timur Inggeris pada tahun 1800, masih dipenuhi hutan dengan penduduknya dianggarkan berjumlah antara 2 hingga 3 ribu orang.[5]
Pulau Pinang yang pada asalnya kepunyaan Kesultanan Kedah, dipajak kepada Syarikat Hindia-Timur British (SHTI) pada 1786 oleh Sultan Muhammad Jiwa, Sultan Kedah, sebagai gantian untuk mendapat perlindungan pihak British daripada serangan Siam dan Burma. Pada 11 Ogos 1786, Kapten Francis Light, yang dikenali sebagai pengasas Pulau Pinang, menamakan pulau itu sebagai Pulau Prince of Wales sempena nama Raja Muda Britain. Penempatan di Tanjung Penaga yang terletaknya di hujung timur laut pulau dinamakan “Georgetown”, iaitu nama Raja George III dari Britain.
Kedudukan pulau di permulaan Selat Melaka telah membangkit minat Syarikat Hindia-Timur British untuk menggunakannya sebagai sebuah pelabuhan untuk kapal-kapal perdagangan dan juga sebagai sebuah pangkalan tentera laut.
Tanpa pengetahuan Sultan Muhammad Jiwa, Light telah membuat perjanjian pemberian perlindungan askar tanpa kebenaran Syarikat Hindia-Timur British. Apabila syarikat gagal dalam membantu Kedah sewaktu ia diserang oleh Siam, Sultan Kedah cuba mengambil kembali pulau pada 1790. Malangnya, pencubaan itu gagal dan Sultan Muhammad Jiwa terpaksa menyerahkan hak kepada syarikat itu dengan hanya bayaran kehormat sebanyak 6,000 dolar Sepanyol setahun. Bayaran ini dinaikkan kepada 10,000 dolar kemudian, dengan penyerahan Seberang Perai (Province Wellesley) pada 1800. Sehingga hari ini, pembayaran diteruskan oleh kerajaan pusat Malaysia yang membuat pembayaran kepada negeri Kedah tetapi telah dinaikkan sebanyak Ringgit Malaysia, 10 juta pada tahun 2018.
Pada 1826, negeri Pulau Pinang, bersama-sama dengan Melaka dan Singapura, menjadi sebahagian Negeri Selat di bawah pentadbiran British di India. Negeri ini menjadi tanah jajahan pemerintahan British pada tahun 1867. Pada 1946, Pulau Pinang menjadi sebahagian Malayan Union, sebelum menjadi sebuah negeri di Persekutuan Tanah Melayu pada tahun 1948. Persekutuan Tanah Melayu mencapai kemerdekaan pada tahun 1957 dan Pulau Pinang menjadi salah satu daripada 13 negeri di dalam Persekutuan Malaysia sewaktu penubuhannya pada tahun 1963.
Pulau Pinang ialah sebuah pelabuhan bebas sehingga 1969. Walaupun kehilangan taraf pelabuhan bebas, zon perdagangan bebasnya yang terletak berdekatan dengan Lapangan Terbang Antarabangsa Pulau Pinang di selatan pulau menjadi salah satu daripada pusat-pusat perkilangan elektronik yang terbesar di Asia dari 1970-an sehingga akhir 1990-an.
Pada tahun 2004, ketidakpuasan terhadap kemerosotan ekonomi Pulau Pinang telah mengakibatkan kempen media untuk mengembalikannya kepada zaman kegemilangannya.
