Foi primeiramente chamada Cidade Cuteanal. Seu primeiro líder, John Wright, renomeou a cidade depois de sua cidade natal inglesa, Lancaster. O símbolo da cidade, a rosa vermelha, é da Casa de Lancaster. Lancaster fazia parte da 1681 Penn's Woods Charter of William Penn, e foi elaborada por James Hamilton em 1734. Foi incorporado como um bairro em 1742 e incorporado como uma cidade em 1818. Quando os britânicos capturaram a Filadélfia na Revolução Americana, Lancaster tornou-se a capital das colônias em 27 de setembro de 1777. Depois que o Congresso Continental se reuniu um dia, eles se mudaram ainda mais longe, para York, Pennsylvania. O governo da Pensilvânia também se mudou da Filadélfia para Lancaster, mas permaneceu em Lancaster até as tropas britânicas deixarem a Filadélfia. Lancaster foi novamente capital da Pensilvânia de 1799 a 1812, após o que a capital foi transferida para Harrisburg.
Em 1737, foi construída na cidade a Prisão do Condado de Lancaster, com o estilo do Castelo de Lancaster, na Inglaterra. O presídio continua em uso. Os enforcamentos públicos foram conduzidos lá até 1912.
A primeira estrada pavimentada nos Estados Unidos foi a antiga Philadelphia and Lancaster Turnpike (que faz parte da atual Rota 30 dos Estados Unidos). A Turnpike foi aberta em 1795. A Turnpike ligava as cidades de Lancaster e Filadélfia, e foi projetada por um engenheiro escocês chamado John Loudon MacAdam. Os residentes de Lancaster são conhecidos por usar a palavra "macadam", em vez de "pavimentação" ou "asfalto". Este nome é uma referência ao processo de pavimentação usado pela MacAdam.
A cidade de Lancaster foi o lar de várias figuras importantes da história americana. Wheatland, a propriedade de James Buchanan, o décimo quinto presidente dos Estados Unidos, é uma das atrações mais populares de Lancaster. Thaddeus Stevens, considerado entre os membros mais poderosos da Câmara dos Deputados dos Estados Unidos, viveu em Lancaster como um advogado. Stevens ganhou notoriedade como republicano radical e por seu abolicionismo. A Ópera de Fulton na cidade foi nomeada pelo nativo de Lancaster Robert Fulton, que havia projetado o moderno barco a vapor.
Após a Revolução Americana, a cidade de Lancaster tornou-se um centro de fundição de ferro. Dois dos produtos mais comuns necessários aos pioneiros para estabelecer a fronteira foram fabricados em Lancaster: o vagão Conestoga e a espingarda longa Pennsylvania. O vagão Conestoga recebeu o nome do Rio Conestoga, que atravessa a cidade.
Em 1803, Meriwether Lewis visitou Lancaster para ser educada em métodos de pesquisa pelo conhecido pesquisador Andrew Ellicott. Durante sua visita, Lewis aprendeu a traçar a latitude e longitude como parte de seu treinamento geral necessário para liderar a Expedição Lewis e Clark.
Em 1879, Franklin Winfield Woolworth abriu sua primeira loja "cinco e dez centavos" de sucesso na cidade de Lancaster. A empresa F. W. Woolworth é sucedida por Foot Locker.
Lancaster foi uma das comunidades vencedoras do prêmio All-America City em 2000.
