Byen grundlægges
Melbourne-området har som det øvrige Australien været beboet gennem lang tid af landets oprindelige befolkning, aboriginerne.
Den europæiske tilstedeværelse i området omkring det nuværende Melbourne startede med George Bass’ udforskning på havet i 1797, og tre år senere sejlede også James Grant rundt ved de sydøstlige australske kyster. I 1801 stævnede kaptajn John Murray som den første ind i Port Phillip Bay, og to år senere blev hele bugten udforsket af Charles Robbins og Charles Grimes. De sejlede ved den lejlighed også op ad Yarra-floden, og derved kom de til det område, der nu danner Melbournes centrale kvarterer.
1803 blev også året, hvor den første europæiske bosættelse blev etableret. Det skete ved det nuværende Sorrento på Mornington-halvøen. Stedet blev dog rømmet efter kort tid, og der gik indtil 1834, før den næste bosættelse fandt sted i Victoria, og det var ved Portland.
I 1835 sejlede den australske landmand og forretningsmand John Batman fra Tasmanien til mundingen af Yarra-floden, hvor han købte 2,430 km² land af aboriginerne. Sammen med briten John Pascoe Fawkner grundlagde Batman Melbourne, der blev opkaldt efter den britiske premierminister, William Lamb, der bar titlen 2nd Viscount Melbourne.
Den første byplan
I 1837 etablerede Robert Hoddle en byplan, han anlagde den nye by efter et stringent mønster med nøje udmålte og vinkelrette gader. Guvernør Gipps idé med dette var at få klargjort og solgt jord til byggeri så hurtigt som muligt. En kuriositet ved byplanen er de manglende pladser og torve, som blev udeladt efter Gipps ordre. Han mente, det kunne samle folk og dermed fremme demokratiske tanker.
De følgende år gik det hurtigt. Gentagne gange blev der gennemført salg af jord i byen, og i 1838 blev havnen åbnet, hvilket startede en væsentlig immigration. Inden for næste årti blev der etableret flere offentlige institutioner, bl.a. et hospital. I 1836 boede her cirka 200 mennesker, mens tallet i 1850 nåede 25.000.
Kolonien Victoria og guldfeber
1851 blev skelsættende for Melbourne. Med byen som den centrale del blev Victoria skilt ud fra New South Wales og blev derved en selvstændig koloni. Umiddelbart efter blev der fundet guld i Ballarat vest for Melbourne, og det satte en kolossal guldfeber i gang.
Guldfeberen medførte en eksplosiv vækst i immigrationen, og efter få års tilflytning boede her mere end 250.000 mennesker. I denne tid blev en tredjedel af verdens guld brudt i staten Victoria.
Udviklingen fulgte med indbyggertallet og velstanden fra ikke mindst guldfundene. Der blev åbnet gasværk i 1852, og to år senere blev den første Flinders Street-banegård opført. Universitet, statsbibliotek, telegraf og et rådhus var blot nogle af de mange statelige bygninger, der blev opført i 1850’erne.
Melbourne ekspanderede også stærkt på det kulturelle område. Byens museum blev grundlagt i 1855, og seks år senere blev det første hestevæddemål, Melbourne Cup, afholdt. Samme år dannede byen ramme for staten Victorias store udstilling.
De sidste årtier af 1800-tallet fortsatte som en nærmest ubrudt vækstperiode. Indbyggertallet steg, og der blev hele tiden opført nye store offentlige og private bygningsværker. I 1885 blev den første kabelsporvognslinje igangsat, og i dag er Melbourne kendt for sine mange sporvogne. I perioden var Melbourne det industrielle og økonomiske centrum, og her lå de australske koloniers førende politiske administration.
Australien bliver til
Den nye nation, Commonwealth of Australia, blev etableret i 1901 med tiltrædelse af alle de australske stater. Både Sydney, der var vokset kraftigt og nød en stigende kommerciel succes og befolkningstilvækst, og Melbourne gjorde krav på at blive landets hovedstad. Som et kompromis valgtes Canberra, der ligger mellem de to storbyer. I Canberra skulle der opføres nye regeringsbygninger, og indtil parlamentet stod klart i 1927 var Melbourne den fungerende hovedstad.
Første halvdel af 1900-tallet blev en hårdere tid end hidtil for byen og landet. Staten sendte mere end 100.000 soldater i kamp i 1. Verdenskrig, og senere kom den økonomiske depressionstid, der blev efterfulgt af 2. Verdenskrig, hvor australske soldater også var i kamp.
Det moderne Melbourne
Efter 2. Verdenskrigs afslutning ramte en ny immigrationsbølge Melbourne. I 1950-1960’erne kom der specielt mange grækere og italienere til byen, og de sætter fortsat deres præg på Melbourne. Udover internationaliseringen med den store immigration kom Melbourne også i verdens fokus, da de Olympiske Lege blev afholdt her i 1956.
Fra 1970erne ankom mange asiater til Melbourne, og de seneste år har specielt folk fra Nordafrika bosat sig i den efterhånden særdeles internationale by, der har rundet 3,5 millioner indbyggere.
I slutningen af 1900-tallet indledtes arbejdet med at omdanne de gamle og lidt nedslidte havneområder, Docklands, til et moderne og spændende miljø med aktiviteter og en række spisesteder. Moderne højhuse skød også op flere steder i byen, bl.a. langs Yarra-floden. Det er i dag blot nogle af mange dejlige steder i Melbournes åbne og sprudlende bydele.