公元前279年，楚国大将庄硚进入滇池地区，建立滇国。前221年，秦始皇统一六国，在云南东北部设立郡县（今曲靖），并开五尺道联系内地。前109年，汉武帝派将军郭昌入滇征服西南夷，设立益州郡和24个县，郡治滇池县（今曲靖），开辟通往缅甸和印度的商道。三国时期，225年，蜀国丞相诸葛亮率大军降服“南中”大姓孟获。320年代，爨（Cuan）氏入滇，爨琛在昆川（今曲靖）称王，爨氏统治维持400年。 南诏国和大理国唐朝时，738年，洱海地区的蒙舍诏部落首领皮罗阁兼并其他五诏，建立南诏国，被唐朝封为云南王。次年建都太和城(今大理市)。902年，南诏国权臣郑买嗣夺位自立，改国号大长和。929年，赵善政灭大长和国，建立大天兴，次年东川节度使杨干贞灭大天兴国，改国号大义宁。 937年，白族段思平灭大义宁，建立大理国，都城大理。疆域包括现在的云南省，贵州省，四川省西南部，缅甸北部地区，以及老挝与越南的少数地区。 元明清时期 1253年，忽必烈派蒙古军队征服大理国，1276年正式建立云南行省。色目人赛典赤任平章政事，省会中庆路（昆明）。在云南开发重要的铜矿和银矿，产量占全国一半以上。大批色目人及少量蒙古人移居云南，形成今天的回族和蒙古族。1381年，明朝洪武皇帝派大将傅友德、沐英率军队攻占云南，灭元朝梁王，汉族移民开始大批进入云南。明朝末年，南明永历皇帝逃亡到云南。清朝初年，1659年，派平西王吴三桂追捕永历。1662年吴三桂从缅甸抓回永历皇帝，在昆明绞死。吴三桂驻守云南。1856年－1873年，云南回民以大理为中心建立了杜文秀政权。战后，云南回族人口大量减少。晚清时期，英国征服缅甸，法国征服越南，两国势力对云南产生一定影响。边境地区开放了几处通商口岸：腾冲、蒙自、思茅。1910年，法国投资的滇越铁路（中国境内部分今名昆河铁路）通车。1909年，清朝实行新政，云南编立新军，成立陆军讲武堂。 清朝以后 1911年10月30日（重阳节），蔡锷、唐继尧率新军发动重九起义，脱离清朝。1915年12月25日，蔡锷、唐继尧又在此发动反对袁世凯的护国运动。民国时期，滇军在云南形成割据局面，先后有唐继尧、龙云（1928年~1945年）、等统治云南。

　云南的地貌，以云南元江谷地和云岭山脉南段的宽谷为界，云南全省大致可以分为东西两大地形区。云南东部为滇东、滇中高原，称云南高原，属云贵高原的西部，云南平均海拔在2000米上下。云南这里主要是波状起伏的低山和浑圆丘陵，发育着各种类型的岩溶地貌，其中有著名的云南石林、丘北普者黑、罗平多依河、宜良九乡溶洞、建水燕子洞、泸西阿庐古洞等风景旅游区。云南西部为横断山脉纵谷区，高山与峡谷相间，云南地势雄奇险峻，其中以三江并流最为壮观。一般来说，云南西北部海拔在3000米~4000米；云南西南部海拔在1500米~2200米；云南靠边境地区地势渐趋和缓，海拔只在800米~1000米，个别地区下降至500米以下，是云南热带和亚热带地区之所在。
　　在全云南省起伏纵横的高原山地之中，断陷盆地星罗棋布。云南这些盆地又称“坝子”，地势较为平坦，有河流通过，土壤层较厚，多为经济发达区。云南全省面积在1平方公里以上的坝子共有1445个，面积在100平方公里以上的坝子有49个，云南最大的坝子在云南陆良县，面积为771.99平方公里。云南名列前10位的坝子还有：昆明坝（763.6平方公里）、洱海坝（601平方公里）、昭鲁坝（524.76平方公里）、曲沾坝（435.82平方公里）、固东坝（432.79平方公里）、嵩明坝（414.6平方公里）、平远街坝（406.88平方公里）、盈江坝（339.99平方公里）、蒙自坝（217平方公里）。
　　云南也是一个很大的地质博物馆。禄丰县的早期侏罗纪地层中曾出土大量蜥脚类恐龙化石，留存较为完整，现已在县城建成恐龙博物馆供游人参观。另外，澄江县的帽天山更是地质界中的“明星”，因为这里出土了数量多、种类丰富、留存完好的寒武纪多细胞生物的化石，有力地证明了“寒武纪生物大爆炸”的存在。昆明市东川区也是全国闻名的“泥石流博物馆”，早期这里因为大规模不科学地开采铜矿，再加上气候、地形等原因影响，形成了较大规模的泥石流频发地段，泥石流现象比较典型。