Le nom de la localité est attesté sous les formes Hunefleth en 1025 ; Hunefloth vers 1062 ; Honneflo en 1198 ; Honflue en 1246 ; Honnefleu, encore au XVIIIe siècle.
La première mention écrite attestant l'existence de Honfleur émane de Richard III , duc de Normandie, en 1027 . Il est également avéré qu'au milieu du XII° siècle, la ville représentait un important port de transit des marchandises au départ de Rouen vers l'Angleterre.
Située au débouché de la Seine, un des principaux fleuves du Royaume de France, au contact de la mer et appuyée sur un arrière-pays relativement riche, Honfleur bénéficiait d'une position stratégique qui s'est révélée à partir de la guerre de Cent Ans. Charles V fait fortifier la bourgade afin d'interdire l'estuaire de la Seine aux Anglais avec l'appui du port d'Harfleur, situé juste en face et de l'autre côté de l'estuaire. Cela verrouillait du même coup l'entrée de la Seine aux navires ennemis. Honfleur fut cependant prise et occupée à plusieurs reprises.
Après la fin de la guerre de Cent Ans et jusqu'à la fin du XVIII° siècle, Honfleur continue de se développer notamment grâce à la construction navale, au commerce maritime et aux expéditions lointaines. Cependant, de graves troubles vont éclater lors des guerres de Religion dans la seconde partie du XVI° siècle. La ville est prise par Henri IV au début de 1590.
Dans le même temps, la cité participera aussi au mouvement des grandes découvertes, avec notamment Jehan Denis qui visitera le Labrador et Terre-Neuve dont il prendra possession au nom du roi de France en 1506. Ces nombreuses expéditions feront du port un des tout premiers de France vers les Amériques et notamment les colonies françaises du Nouveau Continent, d'où les voyages répétés de Samuel de Champlain à partir d'ici, dont l'un aboutira à la fondation de la ville de Québec en 1608. Honfleur fut également une cité corsaire et un de ses fils, Jean Doublet, s'illustrera dans la guerre de course.
À partir de cette période, le commerce de Honfleur prospère avec la multiplication des relations avec le Canada, la Louisiane, les Antilles, les côtes africaines et les Açores, faisant de la ville l'un des cinq principaux ports négriers de France. Cette époque voit la ville s'agrandir avec le démantèlement d'une partie de ses fortifications, devenues obsolètes, Colbert fait transformer le « hâvre du dedans », simple port d'échouage, en un véritable bassin à flot qui sera terminé en 1684, que l'on surnomme aujourd'hui le Vieux Bassin, caractérisé par ses maisons aux façades recouvertes d'ardoises, et pour avoir été maintes fois représentée par des artistes, dont Gustave Courbet, Eugène Boudin, Claude Monet et Johan Barthold Jongkind, formant l'École de Honfleur qui contribua à l'apparition du mouvement impressionniste. Alphonse Allais et Erik Satie y sont nés dans la même rue.
La perte des colonies françaises d'Amérique, la concurrence avec le port du Havre, les guerres de la Révolution française et du Premier Empire, avec notamment le blocus continental, causent la ruine de Honfleur, qui ne se releva que partiellement au cours du XIX° siècle avec la reprise du commerce du bois en provenance du Nord de l'Europe. Cet essor fut pourtant limité par l'ensablement du port, qui parvient pourtant à fonctionner encore aujourd'hui. Cependant, il ne constitue plus à l'heure actuelle qu'une annexe du port de Rouen, dont il constitue l'avant-port.