Sebelum ketibaan orang Eropah, California merupakan sebuah kawasan yang kaya dengan kebudayaan dan bahasa pelbagai kaum pribumi Indian Amerika Utara. Kebayakan kaum ini tinggal di sebelah pantai barat dan memburu mamalia laut, menangkap ikan salmon dan mengumpul kerang, manakala pemburu nomad lebih gemar memburu binatang liar dan mengumpul kekacang, acorns, dan buah-buahan berries. Kaum yang paling besar ketika itu ialah Chumash, Pomo dan Salinan.

Penjelajah Eropah pertama menerokai pesisiran California ialah seorang Portugis bernama João Rodrigues Cabrilho pada 1542. Namun penjelajah yang berjaya menerokai keseluruhan pesisiran California ialah penjelajah British terkenal Sir Francis Drake pada 1579. Beliau telah menamakan tempat ini New Albion. Pihak Sepanyol yang telah menakluki Mexico pada 1521, memang lama berminat dengan kawasan California tetapi tidak menjajahnya kerana lokasinya yang agak jauh. Tetapi mereka hanya bertindak setelah berlakunya penjelajahan Rusia di Alaska antara 1745 - 1765. Lokasi California amat strategik dan penting bagi Sepanyol sebagai tempat persinggahan kapal-kapal galleon Sepanyol yang berlayar ke Manila, Filipina. Oleh itu, San Diego telah diduduki pada 1769, diikuti Monterey pada 1770.

Bermula pada akhir 1700an, mubaligh Sepanyol telah membuka beberapa kelompok penempatan kecil di wilayah utara Baja California. Mereka memain peranan utama di dalam penghapusan kaum asli di California. Sebaik sahaja Mexico mencapai kemerdekaan daripada penjajah Sepanyol, kerajaan Mexico telah mengambilalih organisasi mubaligh sepanyol dan telah mengabaikannya. Selama suku abad selepas kemerdekaan Mexico pada 1821, provinsi Mexico ini telah dipinggirkan. Huge cattle ranches, or ranchos, emerged as the dominant institutions of Mexican California. Traders and settlers from the United States began to arrive, harbingers of the great changes that would sweep California.

In this period, some nobles of Imperial Russia made brief attempts to explore and claim parts of California, but these were limited by a lack of Imperial interest.

Pada waktu itu California mempunyai penempatan yang kecil sehinggalah sistem kesihatan awam yang moden berjaya membendung wabak seperti yellow fever, malaria dan plague, disebabkan kawasan ini kurang fros untuk membunuh nyamuk serta kutu yang menjadi punca berbagai penyakit.

Pada 1846, sebelum tercetusnya perang Mexico-Amerika (1846-1848), Republik California telah ditubuhkan dan bendera California telah dikibarkan buat pertama kalinya. Bendera ini menunjuk seekor beruang Brown Bear dan satu bintang. Malangnya republik ini telah dibubarkan apabila Commodore John D. Sloat daripda Tentera Laut AS berlayar di San Francisco Bay dan mengisytihar California sebagai jajahan Amerika Syarikat. Selepas perjanjian Guadalupe-Hidalgo pada 1848, wilayah ini dibahagikan di antara Mexico dan Amerika Syarikat. Bahagian Mexico iaitu Baja (lower) California kemudiannya telah dipecahkan kepada dua wilayah iaitu Baja California dan Baja California Sur. Manakala bahagian barat California yang dimiliki AS iaitu Alta (upper) California, kemudiannya menjadi "U.S. state of California".

Pada 1848, penduduk di upper California hanya berjumlah 4,000 orang. Tetapi selepas penemuan emas yang banyak, penduduknya bertambah dengan begitu pesat sekali dengan penghijrahan rakyat Amerika, Eropah, dan pendatang-pendatang yang lain. Dua tahun selepas itu, negeri ini telah menyertai kesatuan AS sebagai sebuah negeri yang bebas dimana sistem hamba abdi telah diharamkan.

Semasa Perang Saudara AS, California secara rasminya menyertai tentera Utara, tetapi sebahagian besar rakyatnya menyokong pihak Selatan dan ramai telah berhijrah ke timur untuk menyertai pihak Konfedarasi.

Pada mulanya, perjalanan antara Pasifik Barat ke timur mengambil masa yang lama dan merbahaya, samada melalui jalan laut, atau stagecoach atau berjalan kaki. Namun perjalanan kesana menjadi bertambah mudah pada 1869 apabila siapnya sistem keretapi pertama yang dipanggil First Transcontinental Railroad. Setelah jalan keretapi ini siap, beratus ribu rakyat Amerika berhijrah ke barat, dan mereka mendapati tanah di California, if irrigated sewaktu musim panas yang kering, adalah amat sesuai untuk penanaman buah-buahan dan pertanian, terutamanya untuk tumbuhan citrus seperti oren. Oleh itu, sektor pertanian telah berkembang dengan pesatnya disini.

Pada awal abad ke-20 penghijrahan ke California bertambah secara mendadak dengan terbinanya lebuhraya transcontinental utama seperti Lincoln Highway dan U.S. Highway 66 yang lebih dikenali sebagai "Route 66". Antara 1900 dan 1965 penduduknya bertambah dari kurang satu juta orang hingga menjadi negeri dengan penduduk terpadat di AS. Manakala dari 1965 hingga kini, demografi penduduknya telah berubah secara radikal dan sekarang penduduknya adalah kosmopolitan yang terdiri dari pelbagai bangsa dan keturunan. Kini negeri ini terkenal sebagai sebuah negeri yang liberal, maju dari segi budaya dan teknologi, pusat sedunia untuk operasi kejuruteraan, muzik, filem dan televisyen, dan pengeluar hasil pertanian di AS. Antara tempat-tempat yang terkenal disini termasuklah Los Angeles, San Francisco, Hollywood dan Lembah Silikon.