Die Ursprünge der Stadt liegen vermutlich in der keltischen Zeit.

In der frühen Kaiserzeit gründeten die Römer an dem Ort eine Stadt mit dem Namen Aeminium. Während dieser Periode war die Stadt eine wichtige Station der Römerstraße von Olisipo (Lissabon) nach Bracara Augusta (Braga). Zeugnisse dieser Epoche sind die Fundamente des im 16. Jahrhundert wiederaufgebauten Aquäduktes und vor allem die unter dem alten bischöflichen Palast (heute Museu Machado de Castro) gelegene Kryptoportikus, Fundament des Forums.[1]

468 wurde das nahegelegene Zentrum Conimbriga von den Sueben zerstört und Aeminium übernahm die Funktion (Bischofssitz) und den Namen.

711 wurde die Stadt von den Mauren erobert. Spielte der Ort in Al-Andalus nur eine untergeordnete Rolle, so war er mit bis zu 5.000 Einwohnern dennoch der bedeutendste nördlich des Tejo. Durch den Verrat Saʿdūn as-Surunbāqīs verloren die Mauren 878 Coimbra wieder, die in Coimbra siedelnden Banū Dānis und die übrige muslimische Bevölkerung wurde vertrieben. 987 wurde die Stadt bei der erneuten maurischen Eroberung durch den Feldherrn Almansor zerstört. Coimbra wurde erst 1064 durch König Fernando de Castilla y León zurückerobert. Ein letztes Mal eroberten Mauren die Stadt 1117, räumten sie aber nach wenigen Tagen endgültig.

Coimbra war – kurz nach Guimarães[2] bei der Gründung des unabhängigen Königreichs Portugals im Jahr 1139 – die zweite Hauptstadt Portugals. Diesen Status behielt sie bis zum Jahr 1256. Nachdem Lissabon Hauptstadt geworden war, nahm die Stellung der Stadt im Land ab, blieb aber bis heute von Bedeutung, insbesondere als Universitätsstadt. So trug sich die im Landesbewusstsein tief verankerte Episode von Inês de Castro und König Pedro I. Mitte des 14. Jahrhunderts dort zu.

Die 1290 von König Dom Dinis gegründete Universität Coimbra ist die älteste Universität Portugals und eine der ältesten Europas.

Coimbra erlitt durch das Erdbeben von 1755 große Schäden. Während der Napoleonischen Kriege auf der Iberischen Halbinsel konnte Wellington am 27. September 1810 französische Angriffe einer von Masséna kommandierten französischen Armee bei Buçaco nordöstlich von Coimbra abwehren und setzte in der Folge seinen Rückzug hinter die Linien von Torres Vedras fort. Vom 12. bis zum 15. März 1811 lieferte die französische Nachhut bei Coimbra den Engländern eine Reihe von Gefechten, welche die Räumung Coimbras durch die Franzosen zur Folge hatten. 1834 verlegte Dom Miguel seinen Sitz hierher. Am 7. Juli 1846 brach in Coimbra ein miguelistischer Aufstand aus, der durch den Herzog von Saldanha aufgrund von dessen Sieg bei Torres Vedras unterdrückt wurde, woraufhin der Herzog am 4. Januar 1847 in Coimbra einzog.[3]

Die Reformen des Marquês de Pombal im 18. Jahrhundert brachten der Universität Coimbras neue Impulse und auch der Stadt einen wirtschaftlichen Aufschwung. Einen erneuten Wachstumsschub erlebte die Stadt ab Mitte des 19. Jahrhunderts. Mit der Eisenbahn und den Neuanlagen von Wohnvierteln und deren Verbindung untereinander wuchs die Bautätigkeit und die Einwohnerzahl. Als das autoritäre Estado-Novo-Regime des ehemaligen Coimbra-Studenten und -Professors Salazar in den 1940er Jahren den monumentalen Neubau mit vielen neuen Gebäuden auf dem Universitätsgelände veranlasste, führte ein vergleichbarer Effekt zu einem weiteren Wachstumsimpuls für die Stadt.

Durch die Konzentration auf Universität und Krankenhäuser konnte Coimbra vom allgemeinen Aufschwung Portugals seit der Nelkenrevolution 1974 und dem EU-Beitritt Portugals 1986, insbesondere in den wirtschaftlichen Boomjahren der 1990er Jahre, weniger profitieren und fiel in Einwohnerzahl und wirtschaftlicher Bedeutung hinter ihren traditionellen dritten Platz der Städte Portugals zurück. Ihre gesellschaftliche Bedeutung behielt die Stadt dabei jedoch dank ihrer Geschichte und ihrer wissenschaftlichen und kulturellen Ausstrahlung in Portugal bis heute.[4][5]