MÖ 1200’lerde, tıpkı diğer Hitit toprakları gibi, Bolu da Friglerin egemenliği altındaydı. MÖ 6. yüzyılda Persler bölgeyi kontrol etti. MÖ 336’da, Büyük İskender Persleri yenerek Anadolu’nun birçok yerinde olduğu gibi Bolu’yu da ele geçirdi. Büyük İskender’in ölümünden sonra Makedonya’nın yıkılmasıyla birlikte Bolu bölgesinde Bitinya Krallığı kuruldu.
Yazılı kaynaklar, arkeolojik kalıntılar ve tarih kaynaklarına göre, Trak göçleri sonucunda Sakarya ve Filyos Nehri havzasına yerleşen halk “Bithyn” adıyla anılmıştı. Bu nedenle, Bolu’nun da içinde yer aldığı Kuzeybatı Anadolu’ya “Bithynia” denilmiştir. Bithynler tarafından Salonia Campus olarak adlandırılan Bolu Ovası ve çevresi, Romalılar tarafından “Claudio Polis” olarak değiştirilmiştir. Bolu adının da “Polis”ten geldiği düşünülmektedir. Şehir, üç tepe üzerine kurulmuştu ve iç ve dış surlara sahipti. Kuzeyindeki Halı Hisarı bölgesinde, bu surların kalıntıları hala görülebilmektedir.
1071 Malazgirt Zaferi’nden sonra Türkmenler batıya yayılarak üç yıl sonra Bolu’ya yerleştiler. Selçuklu Devleti’nin komutanlarından olan Horasanlı Aslahaddin tarafından Bolu, Türk hakimiyetine alındı.
Osmanlılar döneminde Bolu’ya yönelik ilk akın, Osman Gazi tarafından başlatıldı. Bolu’nun tamamı Orhan Gazi döneminde (1324-1326) fethedildi. Bazı rivayetlere göre ise, bölgedeki bol miktarda Uluğ – Alim olması nedeniyle önceleri “Bol Uluğ” olarak adlandırılan yer, zamanla “BOLU” olarak değiştirildi.
Bolu, Osmanlı İmparatorluğu’nun şehzadeler savaşı döneminde önemli bir rol oynadı. Ankara Savaşı sonrası Timur’un saldırılarından kaçındı ve Osmanlı Devleti’nin kurucusu Mehmed Çelebi’yi ağırladı. Mehmed Çelebi’nin Osmanlı Devleti’nin birliğini sağlamasından sonra Bolu, düzenli bir yönetim altına girdi.
1324-1692 yılları arasında Bolu, 36 kazadan oluşan bir sancak beyliği idi. XVI. Yüzyılda, Bolu ikinci derece şehzade sancaklarından biri oldu ve II. Bayezid döneminde Şehzade Süleyman (Kanuni) buraya atandı. 1683-1792 yılları arasında Bolu, Voyvodalıkla yönetildi ve II. Mahmud döneminde Mutasarrıflığa dönüştürüldü (1811). Tanzimat’tan sonra Bolu, Kastamonu eyaletine bağlandı (1864). 1909’da tekrar Mutasarrıflığa dönüştürüldü.
Mondros Mütarekesi’nin ardından, Bolu yöresindeki ilk Müdafaa-i Hukuk Cemiyeti Gerede’de kuruldu. Bolu, I. Dünya Savaşı’nda işgal edilmedi ancak maddi zarar gördü. Milli mücadele döneminin sonunda, 10 Ekim 1923’te Mutasarrıflık statüsünden çıkarak vilayet haline getirildi.
