日吉という地名は日吉本町二丁目の「金蔵寺」に「日吉権現（山王権現）」が祀られていたことに由来すると言われています。江戸時代の日吉周辺は武蔵国橘樹郡とされていました。1889（明治22）年の市制町村制施行に伴い、矢上村、駒林村、駒ヶ橋村、箕輪村、小倉村、南加瀬村、鹿島田村の7村が合併して日吉村が誕生します。

その際に、「日吉権現（山王権現）」にあやかって名付けられたそう。当時、日吉村の村役場は、交通の要衝であった矢上橋の西詰付近に置かれ、矢上橋付近が日吉村の中心地として発展しました。

この時期、日吉村では桃やイチジクの栽培が盛んに行われていました。とくに桃は病気や害虫、水害に強い日月桃と呼ばれる新しい品種が開発され、昭和初期には神奈川県の桃の生産量は全国でトップとなるなど、数多くの桃が生産されていたといいます。現在も日月桃の記念碑が建ち、この地の歴史を今に伝えています。

1926（大正15）年に東京横浜電鉄（現・東急東横線）の「丸子多摩川（現・多摩川）」駅から「神奈川」駅（「反町」駅と「横浜」駅の間に存在、1950（昭和25）年廃止）の間が開通するとともに、「日吉」駅も開業しました。東京横浜電鉄は「日吉」駅周辺で住宅地「日吉台」を開発します。この「日吉台」は同時期に分譲された「田園調布」と同様に、イギリスの経済学者ハワードが提唱した「田園都市」の思想を受けて開発されたもので、現在も残る放射状の道路は当時の計画によるものです。

こうして人口が増加した日吉村は隣接する川崎市と横浜市双方から合併の提案を受けることになりました。どちらと合併するのか議論が行われましたが結論は出ず、日吉村の東部は川崎市、西部は横浜市との結びつきが強かったことから、1937（昭和12）年に日吉村は分村し、矢上川の東側の鹿島田、小倉、北加瀬、南加瀬は川崎市に、西側の矢上、箕輪、駒林、駒ヶ橋は横浜市に編入されることになりました。

1929（昭和4）年、東急電鉄は日吉台の土地を「慶應義塾大学」に寄付し、1934（昭和9）年には「慶應義塾大学日吉地区（現・慶應義塾大学 日吉キャンパス）」として「慶應義塾予科」がここに移転されました。こうして日吉は学園都市としても歩み始めることになります。1939（昭和14）年には「藤原工業大学（現・慶應義塾大学理工学部）」が日本で最初の私立工業単科大学として「慶應義塾大学 日吉キャンパス」内に開校され、日吉の学園都市としての機能はさらに強化されました。

第二次世界大戦が始まると「慶應義塾大学日吉キャンパス」は日本海軍の連合艦隊の司令部として使われるようになります。現在の「慶應義塾大学 日吉キャンパス」内には当時の歴史を伝えるために、終戦直前に造られた大規模な地下壕が残っています。

戦後、1945（昭和20）年には「慶應義塾大学 日吉キャンパス」はGHQに接収されますが、1949（昭和24）年に接収が解除され、「慶應義塾第一高等学校」と「慶應義塾第二高等学校」が「慶應義塾高等学校」として統合されたうえで「慶應義塾大学日吉キャンパス」内に移転したほか、1952（昭和27）年には「慶應義塾普通部」も「慶應義塾大学 日吉キャンパス」への移転を完了しました。

1990年代になると日吉周辺では都市インフラの再整備が盛んに行われるようになります。1991（平成3）年には「日吉」駅の地下化が完了し、1995（平成7）年には「日吉東急百貨店（現・日吉東急avenue）」がオープンします。2008（平成20）年には横浜市営地下鉄グリーンラインの「日吉」駅から「中山」駅の間が開通するとともに、東急目黒線が「武蔵小杉」駅から「日吉」駅まで延伸されます。これにより、港北ニュータウンの「センター南」駅や「センター北」駅方面のほか、「目黒」駅や「四ツ谷」駅、「大手町」駅といった東京都心とダイレクトアクセス可能になり、交通の利便性がさらに向上しました。

現在、「日吉」駅から「（仮称）新綱島」駅、「新横浜」駅、「羽沢横浜国大前」駅を経由して「西谷」駅まで結ぶ相鉄・東急直通線の工事が進められており、今後のさらなる利便性向上も期待されています。