Die Geschichte Hamburgs behandelt die Entstehung und Entwicklung der deutschen Stadt und des Bundeslandes Hamburg und reicht bis in das 8. Jahrhundert zurück. Entstanden ist die Stadt aus einer Befestigungsanlage, der Hammaburg, welche dem Handel diente. Im Mittelalter wurde Hamburg einer der bedeutendsten Handelsplätze Europas. Neben der günstigen Lage des Hamburger Hafens stärkte die jahrhundertelange politische Unabhängigkeit als Freie und Hansestadt die Entwicklung Hamburgs zur zweitgrößten Stadt Deutschlands nach Berlin.
Nach dem Schmelzen des Eisschildes, der das Gebiet um das heutige Hamburg während der letzten Kälteperiode der aktuellen Eiszeit bedeckte, folgten vor etwa 17.000 Jahren vermutlich nomadisch lebende Jäger und Sammler und siedelten sich im Urstromtal der Elbe an. Es gibt zahlreiche archäologische Funde von Werkzeugen aus der Steinzeit, beispielsweise der Ahrensburger und Hamburger Kultur aus dem Stellmoorer Tunneltal an der Grenze von Rahlstedt und Ahrensburg sowie Funde aus der Fischbeker Heide südwestlich von Harburg, die eine nomadische Besiedlung der Gegend belegen. Die ältesten Nachweise für eine feste Besiedelung wurden auf das 4. Jahrhundert vor Christus datiert. Auch im Sachsenwald zeugen Megalithgräber von einer frühen Besiedelung.
Der Vorstoß römischer Expeditionstruppen bis in den Hamburger Raum gehört vermutlich in den Bereich der Legende. Die Römer kannten jedoch einen Ort an der Alstermündung, den sie Treva nannten und der möglicherweise an der Stelle der heutigen Stadt liegt. Zudem existieren aus dem Hamburger Gebiet zahlreiche materielle Zeugnisse, die rege Handelskontakte mit dem römischen Einflussgebiet bezeugen, wie römische Goldmünzen aus Eppendorf oder Lokstedt. Aus dem 1. bis 5. Jahrhundert ist eine intensive Siedlungstätigkeit für Hamburg-Farmsen-Berne nachgewiesen, wo Spuren zahlreicher Häuser und Eisenverhüttungsplätze ausgegraben wurden.
Seit dem 4. Jahrhundert siedelten sich die nordalbingischen Sachsen im nordelbischen Raum an. Belegt sind Besiedlungen auf dem Geestrücken bei der Alstermündung und ein sächsisches Gräberfeld in Hamburg-Schnelsen, mit dem Reitergrab von Schnelsen als einer der herausragenden Bestattungen dort. Der Zustrom dauerte bis ins 6. Jahrhundert an.
Frühmittelalter – Hamburg als Missionszentrum
Im 8. Jahrhundert entstand die namensgebende Hammaburg als sächsischer Adelssitz. Der Name „Hammaburg“ wurde das erste Mal 834 schriftlich erwähnt. Der Name leitet sich vom altsächsischen Wort „ham“ her, das in der neueren Forschung als feuchte Niederung oder Bucht übersetzt wird. Die Burg lag auf einem Geestsporn in der Alsterniederung, nahe der Alsterfurt, und war sowohl über die Flüsse Alster und Elbe als auch an alte Handelswege wie den Ochsenweg verkehrsgünstig angebunden.
Die archäologischen Untersuchungen seit den 1950er Jahren, besonders aber 2005–2007, wiesen die Hammaburg auf dem heutigen Hammaburg-Platz nach. Demnach ist von einer 3-phasigen Anlage auszugehen: Die erste Hammaburg (Hammaburg I) entstand im 8. Jahrhundert und maß 48 × 58 m, eine zweite Ausbauphase (Hammaburg II) entstand ca. 817–822 und hatte einen Durchmesser von 65 m. Um 900 wurde die Burg in ihrer letzten und größten Ausbauphase, die als Hammaburg III bezeichnet wird, errichtet. Diese Burg maß ca. 85 × 95 m und hier konnten eine Holzverschalung des Walls und Innenbebauung nachgewiesen werden.
Im Jahr 811 ließ Karl der Große die erste Holzkirche in Hamburg zur Missionierung bauen. 831 wurde der Mönch Ansgar, der zuvor schon zwischen 827 und 829 in dessen Auftrag missionarisch in Dänemark und Schweden unterwegs gewesen war, von Ludwig dem Frommen zum ersten Bischof von Hamburg ernannt und der Bischofssitz in Hamburg für weitere Missionsunternehmungen neu errichtet. Dies geht aus einer Urkunde vom 15. Mai 834 hervor, die allerdings nicht im Original überliefert und möglicherweise inhaltlich verfälscht ist. Bereits 832 war Ansgar von Papst Gregor IV. das bischöfliche Pallium verliehen und er zum päpstlichen Legaten für ganz Skandinavien ernannt worden. Ob er dabei auch den Titel eines Erzbischofs erhielt, gilt nach neuesten Erkenntnissen als umstritten. Zurück in Hamburg ließ Ansgar eine dreischiffige Marienkirche errichten, wahrscheinlich ein schlichter Holzbau und doch der Vorgänger der großen Hamburger Kathedrale (Dom). Ansgars Kirche ist jedoch nicht archäologisch belegt und stand vermutlich am Standort der heutigen St. Petri-Kirche, nicht innerhalb der Hammaburg. Dazu kamen noch Schule, Kloster und Bibliothek zur Sammlung handschriftlicher Bücher. Ansgar weihte Gosbert zum Missionsbischof für Schweden und widmete sich selbst anschließend wieder unter dem Schutz des dänischen Königs Horik I. der dänischen Missionierung in der Gegend um Schleswig. Zur Deckung der Ausgaben wurden die Einkünfte der Abtei Turholt in Flandern zur Verfügung gestellt, die jedoch nach der Reichsteilung von Verdun 843 an den westfränkischen König Karl den Kahlen abgetreten werden musste. Diese Reichsteilung, die ein Zeichen für die schwindende Macht der Karolinger war, hatte zur Folge, dass dänische Wikinger noch im gleichen Jahr die Siedlungen an der Elbmündung zerstörten und auch vor Hamburg nicht haltmachten, die religiösen Bauten in Flammen aufgehen ließen sowie zwei Jahre später die Hammaburg selbst dem Erdboden gleichmachten. Die Schriftquellen schildern den Überfall sehr dramatisch, archäologisch lässt sich das komplette Niederbrennen der Burg nicht verifizieren.
Ansgar entfloh dem ersten Angriff über Ramelsloh (ca. 30 km südlich der Hammaburg gelegen) nach Bremen. Nach dem Tode Bischof Leuderichs von Bremen wurde er kommissarisch dessen Nachfolger. Auch Gisbert musste 845 aus Schweden fliehen und wurde später Bischof von Osnabrück. Auf einer Synode wurde 848 beschlossen, das Bistum Bremen und das Erzbistum Hamburg zusammenzuführen, womit Ansgar seinen Titel als "Erzbischof von Hamburg" zurückerhielt. Der Anspruch auf Hammaburg als Erzbistum wurde aufrechterhalten, das sichere Bremen fortan als Amtssitz des Erzbischofs genutzt. Dadurch wurde aber das bisherige Bistum Bremen aus dem Metropolitanverband Köln herausgelöst. Das führte umgehend zu Protesten durch den Kölner Erzbischof Hilduin (842–848/49), sowie dessen Nachfolger Gunthar und zu einem Stillstand der Entwicklung Hamburgs. Als aber Gunthar wegen seiner auf dem Konzil von Metz gegebenen Zustimmung zur Ehescheidung Lothars II. exkommuniziert wurde, stellte Papst Nikolaus I. am 31. Mai 864 die Gründungsbulle für das Erzbistum Hamburg-Bremen aus. Nach dem Tode des Erzbischofs Rimbert im Jahre 888, der 865 die Nachfolge Ansgars angetreten hatte, versuchte Erzbischof Hermann I. von Köln erneut die Auftrennung von Hamburg-Bremen und die Rückführung des Bistums Bremen in den Kölner Herrschaftsbereich zu erreichen. Zwar bestätigte Papst Formosus 893 formal die Ansprüche Kölns, dennoch scheiterte Hermann I. auf der Synode von Trebur 895 mit seinem Anliegen. Im Jahr 905 schließlich erklärte Papst Sergius III. den Status des Erzbistums Hamburg-Bremens als „eine Kirche“, und wies alle Kölner Ansprüche zurück. Der Titel des Bischof von Bremen, seit 848 ohnehin nicht mehr einzeln vergeben, entfiel und der Erzbischof von Hamburg wurde Erzbischof von Hamburg-Bremen mit Sitz im vor Überfällen gegenüber Hamburg sicheren Bremen. Der Wiederaufbau als Hammaburg III um 900 kann mit dieser Ernennung in Verbindung gebracht werden.
Bereits 915 wurde die neue Siedlung beim ersten dokumentierten Überfall der slawischen Abodriten in Schutt und Asche gelegt. Ab 937 führte Erzbischof Adaldag das Erzbistum Hamburg-Bremen. Nachdem der Ostfrankenkönig Heinrich I. bereits 934 einige wichtige militärische Siege über die Dänen erringen und sie zurückdrängen konnte (u. a. durch die Eroberung des Wikinger-Handelszentrums Haithabu), ließ Adaldag die Burg erneut errichten, die von Handwerkern und kleinen Händlern bewohnte Siedlung ausbauen, verlieh Hamburg das Marktrecht und legte somit den Grundstein für den späteren Status Hamburgs als Handelsstadt. Ihm waren diverse Bistümer unterstellt: Schleswig, Ripen, Aarhus und Oldenburg. Ab 964 verbrachte Papst Benedikt V. in Hamburg seinen Lebensabend in der Verbannung, nachdem er aus Rom vertrieben worden war. Nach seinem Tod 966 wurden seine Gebeine im Mariendom begraben, bis sie 999 nach Rom überführt wurden. Ebenfalls 966 übertrug der römisch-deutsche Kaiser und sächsische Herzog Otto I. seinem Stellvertreter und Sachsenfürst Hermann Billung die weltliche Herrschaft über Sachsen und somit auch über die Hammaburg. Trotzdem konnte Adaldag unabhängig wirken, auch weil er an der Kaiserkrönung Otto I. teilnahm (962). Nach der Niederlage Ottos II. in Kalabrien und der damit einhergehenden militärischen Schwächung erfolgten ein allgemeiner Aufstand der Wenden und Angriffe der Dänen. Im Rahmen des Liutizenaufstandes 983 kam es zu Slawenangriffen, möglicherweise mit Beteiligung des Abodritenfürsten Mistui. Diese sich wiederholenden Angriffe lösten einen erneuten Umbau der Verteidigungsanlagen aus. Die Hammaburg III wurde abgerissen und durch den sogenannten Heidenwall ersetzt.