Prvi pomen naselja pod nazivom Rudo Polje sreće se 1476. godine. Nešto kasnije, oko 1540. godine, u upotrebi je dvojni naziv: Rudo Polje i Karanovac. Prilikom posete kralja Milana Obrenovića Karanovcu, na zahtev građana, 19. aprila 1882. naziv je promenjen u Kraljevo. U kratkom posleratnom periodu (1949 -1955) u upotrebi je naziv Rankovićevo, da bi se ne za dugo ponovo ustalio naziv Kraljevo.
Stari Rim i Vizantija su ostavili tragove na ovom području. Od tada datiraju Janok, Rajanovac i u susedstvu Vrnjačka Banja. Najstariji pomen jednog mesta kraljevačkog kraja nalazimo u vizantijskim izvorima iz 10. veka koji pominju gusto naseljeni Janok koji se verovatno nalazio jugozapadno od Kraljeva, na području današnjeg Konareva.
Ovi krajevi su u sastavu srpske države od njenog nastanka i igraju važnu ulogu u privrednom, društvenom i političkom životu, ali je ovde pre svega duhovni centar mlade srpske države. Krajem 12. veka podignut je manastir Studenica, zadužbina velikog župana Stefana Nemanje, osnivača nezavisne srpske države i rodonačelnika dinastije Nemanjića.
Početkom 13. veka sagrađen je manastir Žiča, zadužbina Stefana Prvovenčanog, u kojem je on 1217. godine krunisan kao prvi srpski kralj. Od 1219. godine manastir Žiča je sedište autokefalne srpske crkve i prvog srpskog arhiepiskopa Svetog Save.
Smatra se da Karanovac postaje značajnije naselje tek od 1718. godine, posle potpisivanja Požarevačkog mira i uspostavljanja austrijsko-turske granice duž Zapadne Morave.
Sledi ubrzan razvoj Karanovca uslovljen pre svega geografskim položajem, trgovinom, zanatstvom i novostečenom administrativno-upravnom ulogom. Tokom 19. veka izrasta u značajno gradsko središte Srbije. Izgradnjom crkve 1824. godine određen je novi pravac i prostor za razvoj grada – prostor između Stare čaršije i Pljakinog šanca. Prvi urbanistički plan Karanovca uradio je Laza Zuban 1832. godine. Realizacija plana počela je 1836. godine kada su u varoši ustrojena “tri glavna sokaka”. Do kraja 19. veka prosecanjem novih sokaka stvorena je mreža ulica sa do danas zadržanom karakteristikom pravilnog ukrštanja koje polaze od centralnog kružnog trga u četiri pravca. Razvoj grada pratio je i porast žitelja. Godine 1846. imao je 1022, a 1921. 3570 stanovnika.
Posle Prvog svetskog rata, zahvaljujući ulaganju državnog i stranog kapitala, u Kraljevu počinje nova faza razvoja sa izraženom industrijalizacijom. Od 1922. godine gradi se železnička radionica koja je kasnije prerasla u fabriku vagona. Fabrika aviona započeta je 1926. a završena 1928. godine kada su proizvedeni prvi avioni u saradnji sa francuskom firmom “Brege”. Posledica ovako naglog razvoja jeste znatno uvećanje stanovnika, te ih je 1931. godine bilo ih 7022.
Razvoj grada i okoline zaustavljen je nemačkom okupacijom od 1941. do 1944. godine. Masovno streljanje talaca desilo se u oktobru 1941. godine u Kraljevu kada je za jednog poginulog nemačkog vojnika streljano stotinu, a za ranjenog pedeset Srba. Razaranjem i pljačkom uništena su industrijska preduzeća i imovina građana.
Posle Drugog svetskog rata Kraljevo doživljava intenzivan privredni, kulturni i urbanistički razvoj.
Okosnicu privrede činili su Fabrika vagona, Industrija vatrostalnog materijala “Magnohrom”, Drvni kombinat “Jasen”, Fabrika tehničkih gasova “Goč”, štamparija “Slovo”, trgovačka preduzeća “Gvožđar” i “Papirpromet”, prevozničko preduzeće “Autotransport” i niz poljoprivrednih, saobraćajnih, rudarskih i zanatskih preduzeća.
Grad je postao amdinistrativno sedište regiona.
Osnovna škola postoji još od kraja 18. veka. Ratarska škola, prva srednja škola, otvorena je 1882. godine. Početkom 20. veka otvorene su trgovačka škola i gimnazija. Tridesetih godina otvorene su i srednje stručne škole kojih će posle Drugog svetskog rata biti više i raznovrsnih. Godine 1970. u Kraljevu je otvoren Centar za vanredne studije mašinstva koji je zatim prerastao u Mašinski fakultet u okviru Univerziteta u Kragujevcu.
Kraljevo je danas značajni kulturni, prosvetni i turistički centar.