Ślady bytności człowieka na tym terenie pochodzą z okresu ok. 5000 p.n.e. Było to miejsce, w którym istniało kilka ważnych dla kultury całego Meksyku cywilizacji. Byli to m.in. Olmekowie oraz Toltekowie, którzy zasłynęli ze swoich ośrodków religijnych. W momencie przybycia Hiszpanów do Meksyku Toltekowie zamieszkiwali nizinne obszary wokół azteckiej stolicy - Tenochtitlánu. W 1521 miasto Azteków zostaje zrównane z ziemią, a większość jego mieszkańców wymordowana lub zagłodzona w wyniku długotrwałego oblężenia.
W 1523 osiedlają się tu holenderscy franciszkanie (z polecenia Kościoła Rzymskokatolickiego), niedługo po nich przybywają zakony dominikanów i jezuitów, którzy prowadza akcję nawracania Indian. Oprócz wiary katolickiej Hiszpanie przynoszą ze sobą epidemie różnych chorób, które dziesiątkują tutejsze społeczności indiańskie (liczba Indian spada w ciągu jednego stulecia z 2 mln do zaledwie 200 tys.).
Hiszpańscy kolonizatorzy czynią z regionu zaplecze rolne dla stołecznego miasta Meksyku, które przez XVII i XVIII wiek pozostaje głównym centrum kulturalnym i gospodarczym Nowej Hiszpanii. Ruch niepodległościowy miał tu stosunkowo silne oparcie. Po zwycięstwie nad rojalistami pod Las Cruces w 1810 r. powstańcy opanowali region, ale niedługo potem znowu go utracili po tym jak stracony został jeden z przywódców rebeliantów - José María Morelos. Ostatecznie w 1821 powstańcy pokonują hiszpańskie wojska kolonialne. W 1827 wydzielenie miasta Meksyk jako stolicy kraju spowodowało konieczność przeniesienia ośrodka administracyjnego stanu do Toluca.
W 1847, podczas wojny amerykańsko-meksykańskiej stan był chwilowo okupowany przez armię amerykańską. W połowie XIX w. toczyły się tu zacięte walki o władzę pomiędzy stronnictwami liberałów i konserwatystów. Okres gospodarczej pomyślności pojawił się za dyktatorskich rządów Porfirio Díaza. Wybudowano wtedy nowe połączenia kolejowe i drogowe, z drugiej strony w siłę rośli lokalni posiadacze ziemscy i duchowieństwo.
W 1910, tak jak w reszcie kraju tak i tutaj rozpoczyna się walka sił opozycyjnych z dyktaturą Diaza, jest to początek rewolucji, która zakończyła się dopiero pod koniec lat 20. Dodatkowo dochodzi do zaburzeń wśród chłopów, którzy są niezadowoleni ze struktury własności ziemi, która w ogromnej większości należy do obszarników. W 1917 od stanu zostaje odłączona część terytorium, co było związane z utworzeniem nowej jednostki administracyjnej w postaci Dystryktu Federalnego. Okres XX wieku to lata eksplozji demograficznej i szybkiego rozwoju gospodarczego.