欧洲人到来前，此地区主要居民为印第安的亚冈昆人和易洛魁人部落。法国探险家艾蒂·布鲁勒（Étienne Brûlé）于1610年到1612年探索了安大略省的一部分地区。英国探险家亨利·哈得逊于1611年航行到了哈得逊湾，并宣布此地为英国所有。但法国人萨缪尔·德·尚普兰于1615年到达休伦湖，法国传教士开始在大湖地区建立驻地。这些法国移民点遭到了敌视他们的易洛魁人的袭击，当时易洛魁人更愿意同英国人结盟。


17世纪末，英国人开始在哈得逊湾建立贸易站，并着手争夺安大略的控制权。1763年七年战争结束，巴黎条约规定将法国在北美几乎所有的领地（即新法兰西）都转给英国。安大略1774年并入魁北克。从1783年到1796年，对于美国独立战争中逃离的保皇派，英国给予200公顷的土地，让他们在加拿大开始新的生活。此项措施使得渥太华河以西的加拿大人口迅速增加。1791年的宪法法案将魁北克分成渥太华河西面的上加拿大与东面的下加拿大两块。1793年John Graves Simcoe被任命为上加拿大第一任总督。

在1812年战争中，美国军队越过尼亚加拉河与底特律河进入安大略，但被英军和原住民军队赶了出去。美军控制了安大略湖和伊利湖，并在约克战役中一度占领了约克（今多伦多市），但美军无力守住约克，于是撤退时将其烧为白地。

1812年战争结束后，由于不满英属北美实行的家族寡头统治，上下加拿大都曾爆发过反叛运动，但都被英国政府扑灭。1840年，上下加拿大两省合并为加拿大省。1848年加拿大省建立了议会制自治政府。到了1850年左右，加拿大的英裔人口超过法裔。1860年代，由于担心美国内战影响到加拿大，英裔和法裔开始筹划在英属北美殖民地建立更广泛的联邦。1867年7月1日，英属北美法生效，加拿大省重新分成安大略和魁北克两省，安大略、魁北克、新斯科舍和新不伦瑞克四省组成加拿大自治领。多伦多也从此正式成为安大略的首府。

1872年到1896年，奥利弗·默瓦特当选安大略省长。在他的任期内，安大略省权力和地域都得到了扩张，现在的安大略西北部，苏必利尔湖到哈得逊湾的广大地域传统上并不是上加拿大的辖区，但在他的努力争取下，这片土地成了安大略省的一部分。默瓦特同联邦政府总理约翰·麦克唐纳的对省权的争夺也使得加拿大未成为一个高度集权的国家。同时期联邦政府修建的加拿大太平洋铁路从安大略穿过，也造成了省内工业的繁荣。

19世纪末期，矿业开采开始繁荣。同时也开始利用水利发电。当时成立的安大略水电委员会即是现在安大略水电公司的前身。便宜的电力更促进了制造业的发展，1904年福特公司在温莎开办加拿大分公司，1918年通用汽车加拿大分公司也成立了。汽车制造自此成为安大略的主要产业之一。

二战以后安大略经济继续迅猛发展。大多伦多地区吸引了大量的移民。自1980年后，很多移民来自欧洲以外的地区，安大略也成为一个多民族的省份。1970年代以后，由于魁北克独立运动的影响，很多商业也从蒙特利尔转移到多伦多，使得多伦多超过蒙特利尔，成为加拿大最大的城市。