Впервые город упоминается в Ипатьевской летописи как «Дебрянск» под 1146 годом, позднее — в Воскресенской, Лаврентьевской, Троицкой летописях и других источниках. Название города Брянск произошло от древнерусского слова Дьбряньскъ, образованного от слова дьбрь. (Древнерусское слово дьбрь означает «обрыв, ров, горный склон, поросший густым лесом».)

Центральный монумент на Покровской гореТочная дата основания Брянска не известна, но косвенные указания на неё содержатся в ранних русских летописях и относятся к концу X века. Археологические данные, полученные при раскопках старого городища на Чашином кургане в 1976—1979 годах, указывают на то, что город на территории нынешнего Брянска возник в последней четверти X века. Исходя из этих и других данных, условным годом основания Брянска считают 985.

В XIII веке (возможно, после нападения монголо-татар) город был перенесён с Чашина кургана на Покровскую гору.

Древний Брянск входил в состав Черниговского княжества. После разрушения в 1239 году Чернигова, Новгорода-Северского и других городов княжества монголо-татарами было образовано (в 1246 году) удельное Брянское княжество, а первым брянским князем стал Роман Михайлович, затем его сын Олег. Однако после пострижения последнего в монахи брянский и черниговский столы остались вакантными и Брянск перешёл под власть смоленских князей. В 1356 году Брянск был захвачен литовским князем Ольгердом и присоединён к Великому княжеству Литовскому. В 1500 году взят войсками Ивана III-го и присоединен к Московскому государству. В начале XVI века вспыхнула война с Польшей, в ходе которой Брянск выступал как опорный пункт русских сил. Много лет Брянск был яблоком раздора между Речью Посполитой и Россией. Название города присутствовало почти в каждом мирном договоре.

В 1607 году город дважды подвергался нападению со стороны Лжедмитрия II. В первый раз город был сожжён, чтобы не достаться «вору», к концу же года отстроен практически заново. Несмотря на постоянную военную угрозу, город рос, население увеличивалось. В 1616 году население города насчитывало 497 человек, а в 1622 году воевода князь Долгоруков отписывал, что в городе уже 1069 способных носить оружие.

С XVII века Брянск оказался на перепутье важнейших торговых путей, связавших Украину с Москвой, и с этого времени начинается бурное развитие торговли. При Петре I город был заново укреплён. На Десне была заложена корабельная верфь, на которой строились суда Брянской флотилии для похода против Турции. В 1783 году в Брянске основан арсенал для изготовления осадной и полевой артиллерии.

В 1709 году город вошёл в состав Киевской губернии, а с 1778 года стал уездным городом Орловской губернии. В XIX веке Брянск становится центром так называемого Брянского промышленного района; в 1873 году возникает Акционерное общество Брянского рельсопрокатного, железоделательного и механического заводов.

В 1920—1929 годах был центром Брянской губернии; с 1930 — город областного подчинения (в составе Западной области).

Во время Великой Отечественной войны, с 6 октября 1941 года, город был оккупирован немецкими войсками. 17 сентября 1943 года освобождён советскими войсками, с тех пор эта дата отмечается как День города. В лесах Брянщины действовали партизанские отряды общей численностью до 60 тысяч человек.

5 июля 1944 года была образована Брянская область, и Брянск стал её административным центром.

В 1956 году в состав Брянска в качестве района включён город-спутник Бежица.