В связи со своим расположением на пересечении караванных путей между странами Юго-Восточной Азии, Индией и Тибетом поселение на месте современного Куньмина появилось в доисторические времена. Раскопки на берегах озера Дяньчи нашли следы поселения, относящегося примерно к третьему веку до н. э., которое вероятно относилось к царству Чу, располагавшемуся в этой области. Город под названием Куньчжоу слегка к юго-востоку от современного Куньмина был основан в 109 н. э.

Династия Хань (205 до н. э. — 220 н. э.), стремившаяся получить котроль над южной ветвью Шелкового Пути, идущего через Бирму и Индию, включила в орбиту своего влияния большую часть Юньнаня, включая Куньмин, но последующие династии не могли полноценно управлять регионом, находящимся так далеко от традиционных мест проживания ханьцев.

С 765 года Куньмин был известен китайцам как Тодун (拓东), город в независимом царстве Наньчжао.

Во второй половине 13 века Кублай-хан постепенно получил контроль над всем Китаем и присоединил царство Дали, которое вскоре получило название Юньнань, а новым административным центром которого в 1276 году был выбран Куньмин. Традиционно считается, что Куньмин является городом, описанным Марко Поло, как Шиачи, в котором жители использовали морские раковины в качестве денег и ели сырое мясо.

Город развивался во времена династий Мин (1368—1644) и Цин (1644—1911), но в результате восстаний в 1856, 1858 и 1868 году большая часть города была разрушена.

Новый импульс развитию Куньмина дало завершение строительства железной дороги из Северного Вьетнама в 1906—1910 годах. Куньмин был обозначен как город свободный для внешней торговли в 1908 и вскоре превратился в крупный центр торговли в регионе.

Важность Куньмина возросла с началом Второй мировой войны, когда в него нахлынуло большое количество беженцев из восточных районов Китая. Война также привела к эвакуации значительного количества фабрик и университетов. В результате Куньмин оказался промышленным и интеллектуальным центром независимого китайского правительства Гоминьдана.

После того как японские войска оккупировали французскую часть Индокитая в 1940 году, Куньмин оказался центром коммуникаций союзников по свежепостроенной Бирманской дороге, а также авиасообщения с Бирмой и Индией. После того, как японская армия перерезала и Бирманскую дорогу, Куньмин оставался в 1941 и 1942 году центром коммуникации по воздуху между союзниками и правительством Китая.

После 1949 года активное экономическое развития Куньмина продолжилось, хотя на него подействовали эксцессы «Большого скачка» и «Культурной Революции». Древняя городская стена Куньмина, построенная еще монголами в 14-м веке, и немногие сохранившиеся здания старого Куньмина были разрушены. Город оказался местом ссылки интеллигенции из Пекина и Шанхая, что позитивно сказалось на интеллектуальной жизни города.