Η ευβοϊκή πρωτεύουσα είναι κτισμένη σχεδόν αμφιθεατρικά στις δύο ακτές του Ευρίπου (ευβοϊκή και στερεοελλαδίτικη). Σύμφωνα με τον μύθο το όνομα Χαλκίδα δόθηκε στην πόλη προς τιμήν της ομώνυμης θυγατέρας του Ασωπού και της Μεθώνης. Σύμφωνα με μια άλλη εκδοχή, η ονομασία σχετίζεται με τους προϊστορικούς Χαλκιδέους, που κατοικούσαν στη μικρή χερσόνησο της Μάνικας, βορειοδυτικά της πόλης. Εκεί κατά την περίοδο της πρώιμης χαλκοκρατίας, ήκμασε ένα μοναδικό σε έκταση οικιστικό κέντρο, για τα δεδομένα του ελληνικού χώρου. Η εξειδίκευση των κατοίκων της Μάνικας στη μεταλλουργία και στο εμπόριο του χαλκού συνετέλεσε στο να πάρει η πόλη το όνομα «Χαλκίς» ήδη από την 3η χιλιετία π.Χ..
Η Χαλκίδα άνθισε πολιτιστικά κατά τους Μυκηναϊκούς χρόνους. Ο Όμηρος αναφέρεται στους Άβαντες και στα χαλκιδαϊκά βασιλικά γένη. Ο βασιλιάς της πόλης Eλεφήνορας, γιός του Xαλκώδοντα, οδήγησε τους Eυβοείς στην Tρωική εκστρατεία βρίσκοντας το θάνατο στις όχθες του Σκαμάνδρου. Στα τέλη του 9ου π.Χ. μετά το θάνατο του βασιλιά Aμφιδάμαντα η εξουσία πέρασε στα χέρια της τάξης των Iπποβοτών, ευγενών, που είχαν σαν κύρια απασχόλησή τους την εκτροφή αλόγων.
Οι Χαλκιδείς, από τις αρχές του 8ου αιώνα, συνεργαζόμενοι με άλλες Ευβοϊκές πόλεις άρχισαν να ιδρύουν την μία μετά την άλλη τις περίφημες αποικίες (βλέπε εισαγωγή) διαδίδοντας στον τότε γνωστό κόσμο τον πολιτισμό τους.
Στα τέλη του 8ου αιώνα, ξέσπασε ο πολυετής Ληλάντιος Πόλεμος μεταξύ Χαλκίδας και Ερέτριας.
Στα τέλη του 6ου αιώνα π.Χ. η Χαλκίδα έκοψε το πρώτο της νόμισμα, τον χαλκιδαϊκό στατήρα. Την περίοδο αυτή οι Χαλκιδείς συμμάχησαν με τους Βοιωτούς και τους Λακεδαιμόνιους εναντίον των Αθηναίων. Η επικράτηση των Αθηναίων σε αυτή τη διαμάχη είχε σαν αποτέλεσμα την αποδυνάμωση της Χαλκίδας. Η Χαλκίδα συμμετείχε ενεργά στους περσικούς πολέμους, λαμβάνοντας μέρος τόσο στις ναυμαχίες της Σαλαμίνας και του Αρτεμισίου (480 π.Χ.), όσο και στη μάχη των Πλαταιών (479 π.Χ.).
Κατά τη διάρκεια των αιώνων που ακολούθησαν η ιστορική πορεία της Χαλκίδας ταυτίζεται με αυτή της υπόλοιπης Ελλάδας. Από την εποχή δηλαδή της ακμής των Μακεδόνων μέχρι την Ρωμαιοκρατία και αργότερα το Βυζάντιο. Γύρω στο 10ο αιώνα μ.X., η Χαλκίδα είναι περισσότερο γνωστή με τις ονομασίες «Εύβοια» και «Εύριπος». Ακολουθεί η Ενετοκρατία κατά τη διάρκεια της οποίας η Χαλκίδα έγινε η έδρα του Λατίνου Πατριάρχη της Kωνσταντινούπολης (1260).
Τον Ιούνιο του 1470 η Χαλκίδα πολιορκήθηκε από τους Οθωμανούς με επικεφαλής τον Μωάμεθ τον Β΄ τον Πορθητή. Μετά από σκληρή αντίσταση η πόλη καταλήφθηκε και υπέστη τη μεγαλύτερη σφαγή της ιστορίας της. Ο Ενετός Βάϊλος (διοικητής) Πάολο Ερίντζο μετά απόσκληρά βασανιστήρια θανατώθηκε με πριονισμό.
Κατά την οθωμανική περίοδο η Xαλκίδα (Eγριμπόζ) διατήρησε τα πρωτεία της στην Eύβοια. Tο Πασαλίκι του Eυρίπου είχε σαν έδρα του την πόλη που αποτελούσε παράλληλα σημαντικό ναύσταθμο των Οθωμανών.