立陶宛人属远古印欧语系的一支，于公元前即已来到波罗的海沿岸定居。1009年3月9日由于《奎德林堡编年史》的纪载，成为立陶宛名称首次的书面纪录。
12世纪起受日耳曼人侵略。1240年，立陶宛大公国成立。1370年，波兰王室绝嗣，1386年波兰公主海德维希嫁给立陶宛大公亚盖隆，两国的结合使国力倍增，俨然成为欧洲大国。1569年依据卢布林条约正式合并，成立波兰立陶宛联邦，是当时欧洲的强国。但是由于对外长期战争，加上国内动乱不止，国王昏庸腐败等，国力迅速衰退，最终在1772年、1793年和1795年为俄罗斯、普鲁士及奥地利的三次瓜分后灭亡。立陶宛大公国的领土，自此成为沙俄版图的一部分。
第一次世界大战期间，立陶宛被德意志帝国占领。1917年俄国接连爆发二月革命及十月革命，最后由列宁主导成立苏维埃俄国。1918年2月16日，立陶宛宣布独立。1939年德苏签订互不侵犯条约后，苏联军事占领立陶宛。1941年德苏战事爆发，德军跨出东普鲁士，迅速占领立陶宛。第二次世界大战之后，立陶宛被苏联吞并，成为苏联的加盟国。1990年3月宣布独立，1991年6月苏联承认其独立地位。
末次冰期后（约公元前10万年前）立陶宛一带出现了昆达文化（英语：Kunda culture）、尼曼文化（英语：Neman culture）与纳尔瓦文化等中石器-新石器时代文化，居民以游猎维生，尚未形成定居点。公元前8000年左右因气候变暖，当地森林渐茂，人群也渐趋定居生活，但直至公元前3000年左右当地才有农业出现，并开始有手工艺制作与贸易，印欧人（英语：Indo-European migrations）也约于此时期来到立陶宛，和当地人混血产生了多支波罗的人部落。
波罗的人部落与罗马帝国有一些商业往来，透过琥珀之路将琥珀运往罗马，但受罗马的文化与政治影响不大，罗马历史学家塔西佗在《日耳曼尼亚志》提到了埃斯蒂人，可能即为波罗的海东南岸的一支波罗的人。波罗的人中居住地较靠西的部落与外地的接触较早，公元2世纪托勒密已经知道加林迪亚人（英语：Galindians）与约特维恩格人（英语：Yotvingians），中世纪前期的文献也有提到古普鲁士人、库洛尼亚人（英语：Curonians）与瑟米加利亚人（英语：Semigallians）。
立陶宛语被认为是印欧语系中相当存古（英语：Linguistic conservatism）的一种语言，约于7世纪时和拉脱维亚语分家。立陶宛传统的多神信仰与习俗保留了很长的时间，当地传统会在统治者死后将其火化，文献中可见中世纪的立陶宛大公阿尔吉尔达斯与科斯图提斯死后火化仪式的记载。
9世纪至11世纪海岸的波罗的人常受维京人侵扰，当地王公向基辅罗斯进贡。12世纪中叶立陶宛人开始侵略鲁塞尼亚人的领地，12世纪末已有稳定且有组织的军事力量，用于对外劫掠财宝与奴隶，1183年立陶宛人袭击了今波拉次克和普斯科夫，甚至距离更远的诺夫哥罗德共和国也是其侵略范围，这些军事行动也带动立陶宛社会的转型，逐渐形成国家的雏形，并发展成立陶宛大公国 ，1219年21位立陶宛公爵与加利西亚－沃里尼亚王国签署和平条约，为波罗的部落联合最早的证据。
当时立陶宛为立窝尼亚十字军入侵，1236年9月22日苏勒战役中首位立陶宛大公明道加斯手下将领击败了宝剑骑士团，引发原本已被骑士团征服的库洛尼亚人、瑟米加利亚人与瑟罗尼亚人起义，重挫骑士团在道加瓦河左岸的战果，2000年立陶宛与拉脱维亚议会因此决定将9月22日订为波罗的团结日。1251年明道加斯皈依罗马天主教，于1253年接受教宗英诺森四世加冕为国王，建立立陶宛王国。1263年明道加斯被暗杀后立陶宛恢复传统的多神信仰，在立陶宛十字军战役中为条顿骑士团、立窝尼亚骑士团与宝剑骑士团等征讨，皮尔奈围城战（英语：Pilėnai）即为其中著名的战役，此时期立陶宛仍持续向东扩张，占领数个原属基辅罗斯的公国。
据传说记载，14世纪初期的立陶宛大公格迪米纳斯有一次在维尔尼亚河附近狩猎后在当地过夜，梦见一只站在山丘上的大只铁狼大声嚎叫，祭司利兹代卡（立陶宛语：Lizdeika）认为铁狼象征城堡，格迪米纳斯遂遵神意建城，以维尔尼亚河之名将其取名为维尔纽斯城并以其为都，即今立陶宛的首都。1362年或1363年立陶宛大公阿尔吉尔达斯在蓝水之战（英语：Battle of Blue Waters）中大败金帐汗国，占领基辅、波多里亚与乌克兰原野，东面与莫斯科大公国接壤，14世纪末的立陶宛大公国为全欧洲面积最大的国家，领土范围包括今立陶宛、白俄罗斯、乌克兰以及波兰和俄罗斯的一部分，因地缘关系其文化与宗教均多元，官方文件除拉丁文也使用Chancery Slavonic（书面的罗塞尼亚语）。
1386年波兰公主雅德维加与立陶宛大公约盖拉成婚，两国组成共主邦联，约盖拉统治期间立陶宛逐渐基督教化，为欧洲最晚接受基督教的地区之一，其北边地区于12世纪末即被数个骑士团征服而信仰基督教，立陶宛因当时击败了宝剑骑士团，迟至14世纪末才接受基督教。约盖拉死后，维陶塔斯在内战中胜出，于1392年成为立陶宛公爵，他治下的立陶宛国势达到顶峰，开始中央集权，1399年维陶塔斯与脱脱迷失的联军在沃尔斯克拉河战役（英语：Battle of the Vorskla）败于金帐汗国，不过1410年波兰与立陶宛联军在格伦瓦德之战击败条顿骑士团，此战为中世纪欧洲最大的战役之一，1429年维陶塔斯获神圣罗马帝国皇帝西吉斯蒙德封为国王，但运送王冠的使节在波兰被截住而耽搁，维陶塔斯于隔年皇冠送抵的前几天逝世。维陶塔斯逝世后立陶宛贵族一度试图脱离与波兰的联盟，但15世纪末被迫重新与其结盟对抗兴起的莫斯科大公国，先后爆发莫斯科-立陶宛战争与立窝尼亚战争，前者持续至16世纪初，据《莫斯科公国札记（英语：Notes on Muscovite Affairs）》记载，1514年的奥尔沙战役（英语：Battle of Orsha）中波兰与立陶宛联军以寡击众击败了莫斯科大公国，并抓获其将领；立窝尼亚战争则于1558年爆发，于1583年以波兰与立陶宛（当时已组成波兰立陶宛联邦）的胜利告终，签署的亚姆—扎波利斯克停战协定（英语：Truce of Yam-Zapolsky）中联邦获得立窝尼亚、波拉次克与韦利日，波兰立陶宛军队则退出大卢基与普斯科夫等俄国领土。
1569年，立陶宛与波兰缔结卢布林联合，成立波兰立陶宛联邦，立陶宛保有自己的军队、货币与法律（立陶宛大公国法规（英语：Statutes of Lithuania）），此时期波兰文化对立陶宛的政治、语言、文化与国族意识等都产生了重大影响（英语：Polonization）。联邦初期国力强盛，在文艺复兴与宗教改革影响下文化、艺术与教育勃兴，并对外与沙俄、奥斯曼土耳其帝国和瑞典帝国征战，在俄罗斯混乱时期进攻俄罗斯，甚至在1610年至1612年间占领莫斯科。
十七世纪中叶联邦国力衰退，再次与沙俄爆发大规模冲突，1655年维尔纽斯之战（英语：Battle of Vilnius (1655)）中联邦败于沙俄，立陶宛首都维尔纽斯被沙俄占领，为历史上该城首次被外国军队攻占，俄军在城中大肆抢掠破坏，直至1661年联邦才收复维尔纽斯，立陶宛许多文物与国家档案Lithuanian Metrica（英语：Lithuanian Metrica）均在战争中佚失。同时期的第二次北方战争中联邦全境一度被瑞典军队攻占，经济受到严重破坏，是为波立联邦的“大洪水时代”。不久后联邦国力未能恢复前又爆发了大北方战争，同时爆发瘟疫（英语：Great Northern War plague outbreak）与饥荒（英语：Great Frost of 1709），联邦失去了近40%人口。
1791年，联邦的四年议会通过五三宪法，为世界第二部成文宪法，试图改革贵族民主制的缺陷，向君主立宪制转型，主张贵族与城镇居民权利均等，将农民置于政府的保护之下以减轻虐用农奴的情形。最终波立联邦仍在1772年、1793年和1795年为俄罗斯、普鲁士及奥地利三次瓜分后灭亡。立陶宛大公国的领土大多被俄罗斯帝国吞并。
波兰与立陶宛地区两次对抗沙俄统治的1831年与1863年均告失败，沙俄则推行俄罗斯化政策，1840年废除立陶宛大公国法规，1865年起禁止立陶宛语出版品，此外还关闭数个文教机构与天主教堂，但因有许多人走私立陶宛语书籍（英语：Lithuanian book smugglers），以及在家庭内部秘密推行立陶宛文化教育，俄罗斯化的效果不彰。西莫纳斯·道坎塔斯等人推动立陶宛民族复兴（英语：Lithuanian National Revival），试图脱离俄罗斯与波兰的影响，从波立联邦以前的古代立陶宛历史、语言与文化逐步建构立陶宛独立的民族意识。
1877年－1878年年俄土战争后沙俄与德国的关系恶化，亚历山大二世接受其将领的建议在西部边境（立陶宛境内）建造考纳斯要塞，为第一线的大型防御工事。
第一次世界大战期间俄罗斯帝国军队不敌德军而大撤退后，立陶宛于1915年底被德意志帝国占领，被并入东部领地，立陶宛人的政治、出版与人身自由再次受到打压，1917年俄国接连爆发二月革命及十月革命，最后由列宁主导成立苏维埃政权，此时的立陶宛知识分子试图利用政治形势发动独立运动，同年9月维尔纽斯会议（英语：Vilnius Conference）选出了立陶宛国民大会的20名成员，1918年2月16日国民大会签署立陶宛独立法案，宣布立陶宛恢复独立，以维尔纽斯为首都，尽管如此，德国军队才是实际控制者，国民大会并没有任何权力。1918年3月占领着立陶宛的德国承认其独立并作为德国的附属国存在。6月立陶宛王国被建立。
一战结束后立陶宛王国灭亡，随后奥古斯丁纳斯·沃尔德马拉斯颁行临时宪法，奥古斯丁纳斯·沃尔德马拉斯成为首名立陶宛总理，组织政府与军队，开始为期三年的独立战争，对抗苏联支持的立陶宛苏维埃社会主义共和国、西俄罗斯志愿军与波兰（波兰-立陶宛战争），1919年波兰第二共和国对立陶宛发动了一场政变（英语：1919 Polish coup d'état attempt in Lithuania），企图建立亲波政权并组成共主联邦，但最终失败。1920年10月爆发热利戈夫斯基兵变，波兰军队占领了维尔纽斯地区，先建立了傀儡政权中立陶宛共和国，1922年再将其并入维尔诺省，立陶宛政府迁至考那斯，但仍以维尔纽斯为法律上的首都，战间期立陶宛与波兰的关系均非常紧张。1923年1月立陶宛在克莱佩达起义后占领了原为国际联盟托管的克莱佩达地区。1938年3月波兰因欧洲局势紧张而欲巩固北方边界，向立陶宛发出最后通牒，要求立陶宛政府和波兰重新建交否则出兵入侵，立陶宛政府知道自身实力不足以抵御波兰军队，因此接受了最后通牒，与波兰恢复外交关系。
内政方面，民选的立陶宛宪法会议（英语：Constituent Assembly of Lithuania）于1920年5月31日首次召开，通过暂时宪法，1922年又通过了正式宪法。政府着手进行土地、经济与教育改革，发行立陶宛立特，设立立陶宛大学（今维陶塔斯·马格努斯大学），并与多国建立外交关系，于1921年加入国联。1926年立陶宛爆发政变，曾任首任总统的安塔纳斯·斯梅托纳推翻了民主政府，保守的立陶宛民族主义联盟（英语：Lithuanian Nationalist Union）登台掌权，1927年解散国会，并于1928年通过支持总统独裁的新宪法，查禁反对党并限制言论自由，少数族裔的权益也受到限缩。
战间期立陶宛事实上的首都考那斯有小巴黎之称，生活水准接近西欧国家，受薪阶级的薪资也与西欧国家相仿，1913年至1940年立陶宛人口与工业生产（英语：Industrial production）均快速增长。但经济情况受到国际经济萧条影响，1935年因农产品价格剧降，苏瓦凯加与祖基亚均有农民罢工。政府积极镇压国内反对力量，1936年初有四名农民因发起暴动而被处死。
1939年3月20日纳粹德国向立陶宛发出最后通牒，要求其交出克莱佩达地区，立陶宛政府在两天后同意，同年德苏签订《苏德互不侵犯条约》，在条约附带的秘密附加协议中，立陶宛被划入纳粹德国势力范围。
构成波罗的海诸国（芬兰、爱沙尼亚、拉脱维亚和立陶宛）的各地区如果发生领土与政治重组，立陶宛的北部边境将充当德国与苏联两国利益范围的边境。在此种情况下，立陶宛与维尔纽斯地区的相关利益将得到双方承认。
8月29日，德国驻立陶宛特使埃里希·策希林宣称，战争开始后德国将要求立陶宛保持完全中立，但实际上德国政府希望立陶宛人在波兰遭到袭击时采取措施夺取维尔纽斯争议区。迫于英国与法国的外交压力，立陶宛并没有按照德国的意愿行事，而是宣布了中立。9月19日，苏联军队占领维尔纽斯，苏联政府获得了波罗的海领土与政治谈判的主动权。9月25日，斯大林建议变更现有的苏德秘密协议，德国放弃了除去立陶宛西南部以外的所有立陶宛领土以换取波兰的卢布林及周边区域，默许了立陶宛成为苏联势力范围。德国人试图与苏联和立陶宛方面作进一步的交涉，但在莫洛托夫和斯大林的精心策划下，10月立陶宛被迫签订苏联-立陶宛互助条约（英语：Soviet–Lithuanian Mutual Assistance Treaty），准许苏联在立陶宛设立5个军事基地与驻军2万人以交换苏军交还入侵波兰时占领的维尔纽斯，随后苏联被冬季战争耽搁，1940年6月14日苏联政府向立陶宛发出最后通牒（英语：Soviet ultimatum to Lithuania），要求改组立陶宛政府并允许红军随意驻军，立陶宛政府因境内已有苏联驻军，无武力反抗的可能而被迫同意，斯梅托纳总统出逃，超过20万名苏联红军进入立陶宛境内，隔天苏联又向爱沙尼亚与拉脱维亚提出最后通牒，将波罗的海三国完全占领（英语：Soviet occupation of the Baltic states (1940)）。
弗拉基米尔·格奥尔吉耶维奇·捷卡诺佐夫被派往立陶宛监督傀儡政府立陶宛人民政府（英语：People's Government of Lithuania）与人民议会（英语：People's Seimas）成立与选举，7月21日立陶宛苏维埃社会主义共和国成立，并于8月3日加入苏联，随后立陶宛被快速的苏维埃化（英语：Sovietization of the Baltic states），除立陶宛共产党外的政党与许多组织都被宣布非法，约12000人被逮捕后送往古拉格关押，大量私人财产被充公，货币也改为苏联卢布，粮税大幅上升，立陶宛军队则被改编为苏联红军第29步兵军（英语：29th Rifle Corps）。1941年6月14日至18日（纳粹德国进攻前一周）有约17000名立陶宛人被流放至西伯利亚，其中许多因不人道的环境而死亡，史称六月遣送。6月22日纳粹德国进攻苏联，立陶宛行动前线（英语：Lithuanian Activist Front）发动六月起义，建立临时政府，但德国北方集团军占领立陶宛（英语：German occupation of Lithuania during World War II）后临时政府即瓦解，立陶宛被并入德国的奥斯兰总督辖区。
纳粹德国在立陶宛展开犹太人大屠杀，将犹太人送往集中营中屠杀，6月25日阿尔吉尔达斯·克利马蒂斯即在党卫军监督下发起了考纳斯反犹骚乱，杀害大量犹太人，1941年12月已有超过12万名立陶宛犹太人遇害，为战前犹太人的91%至95%:110，近十万人在波纳里大屠杀中遇害。许多立陶宛人冒生命危险保护犹太人，截至2018年1月以色列政府已向893名立陶宛人颁授国际义人；但也有约13000名立陶宛人加入了立陶宛辅助警察营（英语：Lithuanian Auxiliary Police Battalions），其中许多与纳粹党卫队别动支队（英语：Einsatzkommando）一起屠杀犹太人，另外也有立陶宛安全警察与党卫军和安全警察合作，镇压犹太人、波兰反抗军与地下共产党。
二战对立陶宛的经济造成了巨大冲击。据苏联方面记载，德国占领期间至少有21个村庄被摧毁，56个发电站在德军撤退时停止了工作，1140多座桥梁被毁，工业区和基础设施的严重损毁使得本就疲弱的经济雪上加霜。
1944年德军撤退后苏军再次占领（英语：Soviet occupation of the Baltic states (1944)）波罗的海三国，继续将大量政治犯流放至西伯利亚，直到1953年斯大林逝世后方止，立陶宛共产党领导人安塔纳斯·尤奥佐维奇·斯涅奇库斯（1940年至1974年担任领导人）从旁协助逮捕与流放的行动。苏联试图将立陶宛融入其社会，禁止一切立陶宛国家象征，立陶宛的反抗势力则组成游击队对抗苏联，共有约5万人参加，自1944年活跃至1953年，试图重建独立的立陶宛国，甚至大量的天主教神职人员也积极为抵抗战士提供庇护和援助，反苏抵抗运动的核心力量是1944年建立的立陶宛防卫力量（英语：Lithuanian Territorial Defense Force）（LVR），该组织在波维拉斯·普莱恰维丘斯（英语：Povilas Plechavičius）将军领导下由德国人建立，在这位领导者于同年5月因反对德国军方被捕后，LVR的成员遵循他最后的命令分散成小组前往乡下继续活动，将游击队扩散到整个立陶宛，强烈的民族主义倾向使他们同时与德国占领军和苏联军队为敌。到了1949年，全立陶宛的各个游击组织进一步联合并组建了立陶宛自由战士联盟（英语：Union of Lithuanian Freedom Fighters），其领导人约纳斯·热梅蒂斯（英语：Jonas Žemaitis）于2009年被追认为立陶宛总统。游击队未能成功抵抗苏联的统治，但展现了立陶宛非自愿加入苏联、追求独立的意志。事后欧洲人权法院与立陶宛法院均判决苏联镇压立陶宛游击队的行动为种族灭绝。
游击队被镇压后，立陶宛仍有地下反抗势力散发出版报刊与天主教书籍，活跃成员包括Vincentas Sladkevičius（英语：Vincentas Sladkevičius）、西吉塔斯·坦克维休斯（英语：Sigitas Tamkevičius）与妮月蕾·萨杜奈特等。1972年时年19岁的学生罗马斯·卡兰塔在考那斯自焚以抗议苏联统治，造成考那斯数日骚乱。
1976年反苏人士建立了立陶宛赫尔辛基小组，透过外国电台宣布立陶宛独立，向西方国家宣传苏联治下的立陶宛人权受到侵害的情形，随着苏联推行开放政策，立陶宛独立运动组织萨尤季斯于1988年6月3日成立，以追求立陶宛独立为宗旨，维陶塔斯·兰茨贝吉斯（日后担任立陶宛国会的首任议长）为其领导人，在全国各地获广泛支持，1988年8月23日在维尔纽斯温吉斯公园（英语：Vingis Park）举办的一场反苏集会即有约25万人参加。1989年8月23日，为纪念德苏互不侵犯条约签订50周年，使全世界关注波罗的海国家被占领的情形，立陶宛与爱沙尼亚、拉脱维亚发起大规模的反苏示威波罗的海之路，萨尤季斯为组织者之一，共有200万人手牵手组成一个长度超过675公里的人链，穿越波罗的海三国。
1990年3月11日，立陶宛最高委员会（英语：Supreme Council – Reconstituent Seimas）签署立陶宛复国法案宣布立陶宛恢复独立，为第一个自苏联宣布独立的共和国，4月22日苏联宣布对立陶宛实行经济封锁（英语：Soviet economic blockade of Lithuania），停止向立陶宛供应石油等原物料，隔年1月苏联试图策划兵变推翻新独立的立陶宛政府，莫斯科当局认为立陶宛经济情况不佳，当地人应会强烈支持政变，便派遣军队进攻维尔纽斯政府大楼，是为立陶宛一月事件，但立陶宛人多支持独立的政府，故政变未能成功，苏联在国际压力下被迫撤军。1月31日苏军在立陶宛与白俄罗斯的边境攻击立陶宛边检人员，造成7人死亡（梅迪尼恩凯大屠杀）。
1991年2月11日冰岛议会决议冰岛政府1922对立陶宛独立的承认仍有效，且从未正式承认苏联占有立陶宛 ，两国应尽快恢复外交关系。1991年9月6日苏联才承认其独立。9月17日立陶宛加入联合国。1992年10月25日立陶宛公投制定现行宪法，1993年2月14日全民直选选出阿尔吉尔达斯·布拉藻斯卡斯为首任立陶宛总统，同年8月31日苏军全数撤离立陶宛。
2001年5月31日立陶宛加入世界贸易组织；2004年3月29日加入北大西洋公约组织，同年5月1日正式加入欧盟；2007年12月21日加入申根公约；2015年1月1日加入欧元区；2018年7月4日加入经济合作暨发展组织。
2006年5月30日，阿达姆库斯总统对来自劳动党的两名涉嫌腐败的部长表示不信任，劳动党因此于5月31日宣布退出执政联盟。6月1日，总理布拉藻斯卡斯向总统递交辞呈并获批准。担任财政部长的巴尔齐蒂斯被阿达姆库斯任命为代总理。
2009年达利娅·格里包斯凯特当选总统，为立陶宛第一任女总统，2014年成功连任。
