Τον Ι αιώνα π.Χ. οι Ρωμαίοι ιδρύουν στο Mons Taber (την σημερινή γοτθική συνοικία) την πόλη Julia Augusta Faventina Paterna Barcino που δίνει και το όνομα στην πόλη.
Τρεις αιώνες πριν η περιοχή είχε καταληφθεί από το λαό των Λαγιετάνων. Τον 4ο αι. η πόλη οχυρώνεται με ισχυρά τείχη μέρος των οποίων σώζονται και σήμερα. Μέσα στα τείχη πολλοί δρόμοι ακολουθούν την χάραξη των πρωταρχικών οδών της παλαιάς Βαρθίνο (Barcino). Οι Μουσουλμάνοι εισβάλλουν στην Βαρκελώνη το 713 και το 801 ανακαταλαμβάνεται από τον Γάλλο βασιλιά Λουίς τον Θεοσεβή.
Η κομητεία της Βαρκελώνης ιδρύεται από την δυναστεία των Καρόλων. Ο οίκος της Βαρκελώνης είχε 13 βασιλείς που μεταξύ του 11ου και 15ου αι. μετατρέπουν την πόλη σε πρωτεύουσα θαλάσσιας αυτοκρατορίας.
Τα τέλη του 10ου αι. οι Κομήτες της Βαρκελώνης απαλλάσσονται από τα Γαλλικά δεσμά και κυβερνούν την επικράτεια τους σαν ανεξάρτητοι βασιλείς.
Η Καταλανική επέκταση στη Μεσόγειο και η ενδυνάμωση των αυτοχθόνων θεσμών συμπίπτουν με την ανάπτυξη της Γοτθικής τέχνης της οποίας η Βαρκελώνη διατηρεί λαμπρά δείγματα όπως ο Καθεδρικός ναός, τα παλάτια της οδού Montcada, το μοναστήρι Pedralbes, τα ναυπηγεία και άλλα. Την πλατεία του βασιλέα (Plaza del Rei) όπου οι Καθολικοί Βασιλείς δέχονται τον Χριστόφορο Κολόμβο το 1493 στην επιστροφή του από το πρώτο του ταξίδι στην Αμερική.
Στον πόλεμο της Διαδοχής η Βαρκελώνη πολιορκείται από τα στρατεύματα των Βουρβόνων και υποχρεώνεται να συνθηκολογήσει (11 Νοεμβρίου του 1714). Ο ΦΙΛΙΠΠΟΣ Ε' αφαιρεί από την πόλη την αυτοδιάθεση και τους θεσμούς της.
Από αυτή την εποχή είναι το Κάστρο του Montjuic και το στρατιωτικό οχυρό του πάρκου Ciudadela.

Η παγκόσμια έκθεση το 1888 αποτελεί ένα δείγμα της ζωτικότητας της πόλης. Όπως και η έκθεση του 1929 αποτελεί ένα νέο επιχείρημα για να τεθεί η βάση της Βαρκελώνης του μέλλοντος. Από αυτή την περίοδο έντονης δραστηριότητας που παρατείνεται το πρώτο τρίτο του 20ού αι. υπάρχουν μηδενιστικά κτίρια όπως: η Σαγράδα Φαμίλια (Sagrada Familla), ή Πεδρέρα (La Pedrera), ο οίκος Μπατλιό (casa Batllo) του μεγάλου αρχιτέκτονα Antonio Gaudi