Основан в 1663 г. как сторожевой пост (деревянный острог с небольшим посадом) на юго-восточной окраине Русского государства. Название по расположению на р. Пенза (приток Суры). Гидроним имеет ряд объяснений, но они неудовлетворительны.
Неоднократно подвергался нападениям татар и ногайцев. На западной окраине города сохранились фрагменты засечной черты, в центре - остатки земляного вала середины 16 в. В 1670 г. был взят отрядами С.Т. Разина.
В 1708 г. Пенза приписана к Казанской губернии, с 1719 г. центр Пензенской провинции Казанской губернии. С 1780 г. центр Пезенского наместничества (с 1796 г. губернии). С 1797 г. уездный город Саратовской губернии. С 1801 г. вновь губернский город.
В августе 1774 г. через Пензу прошла армия Е.И. Пугачёва.
В 1856 г. в губернском городе Пенза Пензенской губернии насчитывалось 22 церкви, 2681 дом, 329 лавок.
В 1874 г. через Пензу прошла Сызранско-Вяземская железная дорога, в 1895 г. открыта дорога Пенза - Рузаевка.
В конце 19 в. в Пензе действовало свыше 160 небольших фабрик и заводов. Имелся водопровод, проводились 3 ежегодные ярмарки и 2 базара еженедельно.
С 1928 г. Пенза - центр Пензенского округа Средневолжского края, с 1930 г. районный центр Средневолжского, затем Куйбышевского края. С 1937 г. в Тамбовской области, с 1939 г. центр Пензенской области.
В мае 1978 г. в черту города вошла южная часть Пензенского района в т.ч. села Терновка (6.1 тыс. жит., 1959; 12.1 тыс. жит., 1970), Веселовка и Кривозерье.
