Елабуга возникла на рубеже X—XI веков и сформировалась как поселение городского типа к 1005—1010 годам. Таинственная башня Елабужского «Чёртова» городища — свидетель бурных событий средневековья. Издревле здесь находилась летне-зимняя переправа через Каму. В болгарский период она становится составной частью торгово-караванной дороги из центральных районов Волжской Булгарии в Среднее и Верхнее Прикамье (к вису) и далее до Ледовитого океана. В XII в. была сооружена белокаменная мечеть (Ак-мечеть) с восемью башнями и полубашнями, конструктивно похожая на соборные мечети в Биляре — Болгаре (IX—XX вв.) и Болгаре (XIII—XIV вв.) и имеющая самые близкие аналоги в мечетях-крепостях в Сусе (Тунис) и Багдаде (Ирак). В настоящее время останки этой мечети-замка являются единственным частично сохранившимся болгарским наземным сооружением домонгольской эпохи. Археологическими раскопками последних лет получены интересные результаты, позволяющие рассматривать древнюю Алабугу в числе булгарских городов, существовавших в ещё домонгольский период нашей истории. В IX—X столетии н. э. образовалось Булгарское государство, ценнейшим памятником которого является «Елабужское городище» — остатки древнего булгарского города. Одна из башен старинной крепости, реставрированная в 1860-е годы, является местом паломничества верующих, гостей города, туристов.
В 1780 году был обнародован указ императрицы Екатерины II, по которому Елабуга была переименована из села Трехсвятского в уездный город Вятской губернии. Проживало в Елабуге в то время около 1000 жителей и было менее 400 домов. В начале XX века в городе Елабуга уже 10 000 жителей, из них более 600 купцов, среди которых 12 миллионеров. Наиболее известная династия купцов Стахеевых, крупнейшие торговые дома «И. Г. Стахеев и сыновья», «Г. И. Стахеев и наследники» имели ежегодный оборот до 150 миллионов рублей, поставляла хлеб в различные регионы России, а также в Англию, Германию, Францию, Голландию, Бельгию. Весь хлебный рынок Прикамья был в их руках. Их могущественный род опирался на огромные капиталы. Они имели золотые прииски в Западной Сибири, нефтяные промыслы, собственные пароходства, заводы и фабрики. Хорошо была поставлена торгово-закупочная деятельность и у купцов Гирбасовых. Торговый дом «ФЛ. Гирбасов с сыновьями» ежегодно закупал 510 тысяч пудов хлеба. Были у Гирбасовых и свои биржи. Хлеб продавали в Рыбинске, Нижнем Новгороде и в Санкт-Петербурге. Вторая половина XIX в. — период становления и расцвета династии купцов промышленников Ушковых. Именно Ушковы явились основателями химических заводов в Прикамье. Первый химический завод был построен К. Я. Ушковым в Кокшане в 1850 г., как по разнообразию и размерам своего производства, так и по образцовой постановке дела он занял в 90-х годах едва ли не первое место среди всех русских химических заводов. В документах переписи населения России царским чиновником в 1904 г. записано: «Граждане города славятся благотворительностью. Трудно указать другой уездный город, где бы благотворительность проявлялась в таких широких размерах как в Елабуге. Елабужское купечество, с исстари отличавшееся благотворительностью, строило на свои средства храмы как в городе, так и в других местах империи…» В Елабуге с 70-х гг. XIX века и до 1917 года существовал особый «Благотворительный граждан И. И. и Д. И. Стахеевых комитет», огромные средства которого направлялись исключительно на помощь людям. Кроме стахеевского благотворительного комитета, на счётах которого в 1904 году было более 2 млн рублей, существовал ещё и созданный по аналогии комитет купца Чернова, также владевший значительными капиталами, на проценты от которых строились храмы в различных приходах.
Расцвет города как архитектурного ансамбля приходится на вторую половину XIX века. Большой пожар в августе 1850 года превратил в пепел более 500 деревянных домов; началось строительство каменных зданий, и ныне украшающих город. Улицы Набережная, Покровская, Спасская, Казанская — это целый ряд интереснейших особняков, корпусов учебных заведений, магазинов. На этих улицах жили известные купцы. Уездное и городское училища, Женская гимназия, Училище для слепых, Епархиальное женское училище, Александринский детский приют, Никольская церковь и другие были выстроены на средства купцов. Именно благодаря купеческой благотворительности Елабуга была среди первых десяти городов России, которые установили электрическое освещение и водопровод.
Уникальная по целостности ландшафтно-пространственная организация города XIX века сочетается с большим количеством памятников истории и культуры. Проект регулярной планировки учитывал сложившиеся градостроительные параметры Елабуги, её естественную «прикрепленность» к берегу реки Тоймы.
Внутренняя городская среда исторической части города, благодаря относительно хорошей сохранности и единовременности формирования, отличается редкой цельностью. Город образует в основном прямоугольные кварталы, ограниченные (согласно регулярному проекту XVIII века) взаимно перпендикулярными улицами и обстроенные по периметру 2-3-этажными домами гражданской архитектуры. Единым центром такой планировки становилась соборная площадь Спасского собора.
С Елабугой связано много известных людей, здесь родился и часто бывал И. И. Шишкин (многие его картины, в том числе самые известные, написаны по мотивам окрестностей Елабуги), здесь же в его доме-музее хранится часть его картин, на ул. Набережной установлен памятник, в Елабуге находится музей-усадьба Н. А. Дуровой, музей поэта М. И. Цветаевой. В Елабужском уезде родился и вырос В. М. Бехтерев (1857—1927) — учёный-психоневролог, в честь него открыт музей.
В городе действует Елабужский государственный педагогический университет, который расположен в здании, в котором ранее располагалось Епархиальное училище. Перед зданием установлен памятник Стахееву, самому известному благотворителю Елабуги, на средства которого и было построено это здание, являющееся памятником архитектуры начала XX века. Кроме того, в Елабуге много других зданий, построенных купцами и представляющих архитектурную и историческую ценность.
В 1990 году был подписан указ президента Российской Федерации о создании в Елабуге историко-архитектурного и художественного музея-заповедника.