6500萬年前，在高州西部的平原上，曾經是壹望無際的內陸湖泊。這個湖從鎮江鎮東北開始，經過石鼓，到達泗水西部，壹直延伸到茂名市的金堂和電白縣的楊嬌。該湖呈帶狀，面積約200平方公裏。湖面上，鱗光閃閃，碧波蕩漾。海龜、魚、蝸牛和貽貝等水生動物生活在湖裏。湖岸上，樹木蔥郁，枝葉繁茂，壹派生機勃勃的南國風光。
2600萬年前，由於地殼變動，地表逐漸上升，湖水變淺。幾經滄桑，原來壹望無際的湖泊逐漸沈積成縱橫河網的平原盆地。那些生長在湖裏的魚和龜都因為缺水而死了，它們的身體逐漸被淤泥覆蓋。在缺氧條件下，經過漫長的化學變化過程，逐漸變成化石。在石鼓至泗水壹帶，發現了大量湖中生物化石。那些被地層下的土壤覆蓋的植物群進化成了煤。
高州中北部丘陵山區，因為地殼比較穩定，地形變化不大。在這廣闊的丘陵地帶，樹蔭連綿，古樹參天。有許多巨大的哺乳動物生活在陰涼處。在這些動物中，東方劍齒象和那馬象最為突出。有食肉的鬣狗，黑熊；有偶蹄的野豬、鹿、羊；還有靈長類的猴子，猩猩，獼猴等等。這裏到處都是猴子在叫，鳥兒在叫，燕語在唱，好不熱鬧。
200萬年前，地球上出現了第四紀冰期，使得各地天氣非常異常。在此期間，壹些動物無法適應氣候的變化，隨著自然界食物的減少，這類動物被自然淘汰。過去在修建高州水庫時，工地上曾出土過幾枚納馬象牙化石，形成時間約為654.38+0萬年前。
1萬年前，高州就有人類活動。南部象山鎮出土了兩個穿孔石球，是舊石器時代晚期制作和使用的狩獵工具。這是高州發現的最早的石器。在新石器時代，高州有許多人類聚居地。目前，高州已發現新石器時代文化遺址2處，出土新石器時代文物11件。有石斧、石簪、石圈、石珠等地面石器，也有陶紡車、陶網墜等原始陶器制品，距今約4000年至6000年。原始社會，高州先民開始步入人類文明社會，以部落的形式維持著原始的社會組織。先秦時期，高州屬於Xi甌和洛越部落。
秦統壹嶺南後，建立了南海、桂林和項峻。高州當時處於桂林和項峻之間，即桂林隸屬北方，項峻隸屬南方。
西漢丁原六年(公元前111)，漢武帝滅南越國，設合浦郡，郡治今合浦市，縣內建高良郡，在今陽江市以北30公裏處。今天，高州屬於南部合浦縣的高良縣和北部蒼梧縣的段曦縣。東漢末建安二十五年(公元220年)，孫權分析合浦縣高良縣分為高良縣(今恩平北)和高星縣(今江西楊洋)。高州南部隸屬高星縣，北部隸屬蒼梧縣段曦縣。
西晉太康元年(公元280年)，高星縣並入高梁縣，治縣在安寧(今白沙，楊洋西三十裏)。東晉永和七年(351)，金康縣加蒼梧縣。高州市北屬金康縣段曦縣，南屬高良縣高良縣。金康縣、高良縣劃歸廣州。
南朝梁大同中學(公元528年)，梁平李東設在高州，治州在今陽西縣。南朝梁大同中學(公元530年)設在電白縣，縣治在高州長坡老城，屬高州。同時，在今天的化州，羅州縣升為羅州，現在高州市的西部和西南部隸屬於羅州的高星縣；北部屬龍州梁德縣；中東部屬電白縣，南部屬南壩縣。
隋朝黃凱九年(589年)，廢電白縣、海昌縣兩縣設在電白縣，廢連江縣、南壩縣兩縣設在南壩縣連江縣，劃歸高州。高州仍設在高良縣(今江西陽西)。廢樂，石龍縣設石龍，吳川市。開十八年(598年)加茂名郡，三郡皆劃歸洛州。今天，高州的中西部屬於電白縣，南部是南壩縣，西部是茂名縣，北部是梁德縣。607年，隋大業三年，高州、洛州被廢，復置高良縣，置之(今江西陽西)。現在高州隸屬高良縣。
唐武德四年(621)，高良郡被廢，電白、連江等郡劃歸廣州，唐武德六年，恢復高州，國政仍在陽江，延至唐貞觀二十三年(646)，高州遷至梁德郡(今高州東北)。開元元年(713)，高州府遷至連江縣(今電白馬踏)。唐天寶元年(742年)，高州改為高良縣，縣保安城(改名連江，今電白馬踏)仍轄梁德、電白、連江三縣。甘源元年(758)，高良縣被廢，改稱高州縣。大歷十壹年(776年)遷至電白縣(今高州長坡故城)，統領電白、梁德、保寧三縣，直至北宋初年。
其中，梁德縣的歷史是這樣的:南朝梁在信宜東北設置龍州梁德縣，現在高州東北屬此縣。南朝陳永定二年(公元558年)，武德郡位於今高州東北，郡治今高州東岸。隋開帝九年(589)，武德郡設在梁德縣，改隸龍州(大業三年，設永熙郡)。唐武德六年(623)，置高州。
唐武德四年(公元621)，定居南唐州，治廣西博白，貞觀初遷玉林。唐貞觀八年(公元635年)，南唐府改稱盤州，府遷至茂名縣(今高州市)，盤州轄茂名、盤水、南壩三縣。貞觀十七年(643)，盤州廢，茂名郡歸高州。永輝元年(650)，恢復盤州，州仍治茂名郡。盤州轄茂名、盤水、茅山、南壩四縣，後為盤水縣。開元元年(713)，改茅山郡為盤水。
茂名縣的歷史是這樣的:隋開帝十年(570年)劃歸洛州管轄，唐武德五年(622年)茂名縣劃歸高州，永輝元年(650年)劃歸盤州。盤水郡的歷史是這樣的:唐武德五年(622年)增設南壩郡，位於今高州邊界地區。貞觀二十三年，盤水郡設在茅山縣，就在今天的吳川蒲。
天寶元年(742)，盤州改為潘楠縣，行署仍在茂名縣。甘源元年(758)，廢郡復置，盤州復置。盤州領茂名、盤水、南壩三縣，壹直持續到宋開寶五年(972年)棄守。
今天高州的中西部屬於當時的茂名縣，南部屬於盤水縣(後來的茂山縣)，北部屬於梁德縣，中東部屬於電白縣。
侯亮開平元年(907)，茂名縣改名為尚月縣，隆德三年(923)，茂名縣屬南漢。
宋開寶五年(公元972年)，撤銷盤州，並入高州。南壩、盤水兩縣並入茂名縣，梁德、保寧兩縣並入電白縣，均屬高州。景德鎮元年(1004)，高州被廢，其郡屬鬥州，轄茂名郡。高州平反三年，茂名、電白兩縣仍屬之，新沂縣被平反。熙寧四年(1071)，鬥州入高州、茂名、電白、新沂縣，屬廣南西路。此時高州成為壹州兩縣所在地，即高州、茂名、電白三縣。
元十七年(公元1280)，高州改為高州道綏靖部；陵縣不變，隸屬湖廣行省海北南路。高州路於大德八年(1304)由電白縣遷至茂名縣(今高州市)。鄭智十五年(1355)，電白縣也被統治。
明洪武元年(公元1368年)，高州道改高州府，洪武七年降為高州，茂名郡撤銷，並入高州。高州九年還政。洪武十四年，回到茂名郡。到目前為止，高州地區已經領導了茂名縣、電白縣、新沂縣、化州及其所屬縣吳川、連江。明朝成化三年(公元1467年)，電白縣遷至神甸尾(今電白電鎮)，高州府治從電白縣遷至茂名縣，劃歸廣東省。原高州、電白治所壹帶，屬茂名縣管轄，成為今天高州的基本區域。
清朝明朝時期，高州府轄化州、茂名、信宜、電白、吳川、連江，屬雷島、萊文，轄茂名縣。因為高州轄區面積大，地理位置優越，所以被稱為廣東司夏府的首府。
民國元年(1912)，高州撤州府，廣東省派高州綏靖公署進駐高州市茂名縣，統領茂名、信宜、電白、華縣、吳川、連江六縣。民國三年，撤銷高州綏靖公署，設立高磊路，設在茂名縣，轄原高州府、雷州府、陽江直隸府下的11縣。九年(1920)退道，送高磊復所，與高磊道同。民國十四年(1925)，路楠行署調至茂名縣。15年，改為路楠綏靖專員公署。民國二十五年(1936)，165438年十月，廣東向茂名縣派駐第七行政督察專員公署，負責茂名、信宜、電白、花縣、吳川、連江、陽江、陽春、美由的行政。27年，南路行政公署被派往茂名縣，管理第七、第八行政督察署。民國三十六年(1947)，原第七行政督察署改為第八特別行政督察區，行政公署和管轄不變。
建國後，1949、10年底，茂名縣屬南路地區。1950屬於高磊地區。1952屬於粵西行政區。1956屬於湛江地區。5月1958，12，茂名縣城南部新建石油城，成立茂名市籌備辦。23日改為茂名工礦區城市籌備處，8月26日成立茂名工礦區。1959年3月22日，國務院批準茂名市為廣東省省轄市，原茂名縣改為高州縣，隸屬湛江特區。1983年7月，茂名市在廣東織裏，轄高州、信宜、電白、化州四縣。1993年6月，國務院批準撤銷高州縣，設立高州市。