О городе Саранск был основан в 1641 году как крепость на юго-восточной окраине Русского царства. Крепость называлась Саранский Острожек и располагалась на берегу реки Инсар, в устье реки Сарлей (современная Саранка), на левом, более высоком её берегу.
Первыми жителями крепости были казаки, стрельцы и пушкари, переведённые в неё из ближайших городов, а также население близлежащих деревень (русские, эрзяне, мокшане и татары). В 1651 году Саранск стал административным центром Саранского уезда. Практически с этого же времени он именуется городом, хотя официально статус города он получил лишь в 1780 году.
Осенью 1670 года его захватил один из отрядов Степана Разина под предводительством Михаила Харитонова, город и уезд на некоторое время стали опорным пунктом, снабжавшим войска Разина продовольствием, фуражом и оружием. В декабре того же года царские войска после неоднократных попыток штурма овладели городом, и войска Разина были вынуждены оставить Саранск. В 1708 году в царствование Петра I воеводское управление было заменено губернаторским, а территория Русского царства была разделена на 8 крупных губерний. Саранск вошёл в состав Пензенской провинции Казанской губернии.
К началу XVIII века Саранск практически утратил своё военное значение. Саранск постепенно стал ремесленным и торговым городом, этому благоприятствовало выгодное географическое положение. Памятным историческим событием XVIII века стало пребывание в городе в июле 1774 года предводителем крестьянского восстания Емельяном Пугачёвым. В 1785 году Екатерина II утвердила новый план застройки Саранска, слободы заменялись на прямоугольную уличную сеть с кварталами и площадями. В начале Отечественной войны 1812 года в Саранском уезде формировался один из отрядов народного ополчения. Полк вышел в поход в начале 1813 года, он участвовал в освобождении от французских войск таких городов, как Дрезден, Магдебург и Гамбург. В конце XIX века через Саранск прошла линия Московско-Казанской железной дороги (железнодорожная станция в начала работать в 1893 году), что оживило экономическую и политическую жизнь края. Тем не менее, крупным промышленным центром город так и не стал, экономика его оставалась мелкотоварной с преобладанием сельскохозяйственного сектора.
В начале XX века в Саранске, как и по всей России, активизировалось рабочее движение. В городе проходили стачки и забастовки, возникали нелегальные рабочие кружки. В годы гражданской войны Саранск был одним из центров формирования воинских частей Красной Армии. Война привела к голоду, безработице, падению производства. К 1927 году была восстановлена большая часть имевшихся предприятий и мастерских, а также создано несколько новых предприятий. В 1930-е годы началась коренная перестройка города. К 1935 году 45 улиц были обеспечены электричеством. В годы Великой Отечественной войны в Саранске формировалась 326-я Рославльская стрелковая дивизия. Предприятия города производили продовольствие, боеприпасы, обмундирование, транспортные средства для армии. Многие предприятия и учреждения были переоборудованы под эвакогоспитали для раненых бойцов. В 1941 году начал работать механический завод, в 1944 году в Саранск эвакуирован из Саратовской области завод твёрдых преобразователей (будущий «Электровыпрямитель»). В 1960-м году было начато строительство новых жилых районов города: северо-западного (в настоящее время известен как Светотехстрой) и юго-западного. В конце XX века в Саранске произошли большие экономические и политические преобразования.
7 декабря 1990 года Мордовская АССР была преобразована в Мордовскую Советскую Социалистическую республику, Саранск остался её столицей. В 1991 году город стал столицей Республики Мордовия. 21 сентября 1995 года Конституционным Собранием Республики Мордовии были принята действующая конституция. Экономический подъём в начале 2000-х, наблюдавшийся в России, отразился и на Саранске. В последнее время наблюдается значительное развитие городской инфраструктуры. Строится новый стадион «Юбилейный», нескольких крупных жилых кварталов, гостиниц и других объектов. Идёт строительство двух кольцевых дорог и прямой трассы между п.г.т. Николаевка и одной из центральных артерий города — улицей Полежаева. В Саранске регулярно проводятся спортивные мероприятия.
Начиная с 2004 года Саранск участвует во всероссийском конкурсе «Самый благоустроенный город России».
