Ludzie zamieszkujący dolinę rzeki Ping znali obróbkę żelaza ponad dwa tysiące lat temu. Rozwijali na tych ziemiach rolnictwo, a wraz z przybyciem ludu Mon w VI wieku zaczęły powstawać pierwsze osady otoczone murami. Chiang Mai powstało pod koniec XIII wieku. Jego założyciel, tajski król Mangrai kontrolował ruch bogatych karawan na szlaku z Chin do Południowego Syjamu. Sto lat póżniej Chiang Mai przeżyło swoją złotą erę jako dobrze prosperująca stolica królestwa Lan Na – jednego z trzech tajskich państw na ówczesnej mapie politycznej Azji.

Prosperitę miasta zakończyły walki wewnętrzne o tron i najazd Birmańczyków w XVI wieku. Do dzisiaj zachowało się kilka świątyń z okresu królestwa Lan Na, a fosa i bramy miejskie otaczające niegdyś miasto zostały odbudowane.

Tajowie z Północy odzyskali kontrolę nad miastem pod koniec XVIII wieku. Wzmocnieni aliansem militarnym z Syjamem odpierali słabnące ataki królewskich wojsk z Birmy. Wraz z pojawieniem się pierwszych firm handlowych z Europy penetrujących tereny w poszukiwaniu surowców, wzrosła aktywność Tajów z Południa. Perspektywa utraty północnych terenów na rzecz europejskich mocarstw, przyspieszyła działania dworu w Bangkoku. W 1892 roku król Rama V wcielił administracyjnie Chiang Mai i przyległe prowincje do Syjamu.

W tatach 20 - tych XX wieku ukończono budowę linii kolejowej z Bangkoku do Chiang Mai. Powstały warunki do rozwoju nowoczesnego miasta. Przez kolejne pół wieku nie działo się jednak wiele w stolicy Północnej Tajlandii. Naturalny szlak handlowy z prowincji Yunnan w Chinach został przerwany. W Chinach i Laosie rządzili komuniści, a w Birmie władzę przejęła junta wojskowa. Powstał "złoty trójkąt" na terenach granicznych, gdzie rządzili baronowie narkotykowi.

Dopiero masowa turystyka przyniosła do miasta świeże prądy i inwestycje. W latach 80 - tych Chiang Mai zaczęło się przekształcać w mekkę turystyczną ze setkami hoteli i małych gesthousów, barów, restauracji, salonów masaży.