Norrköping fick sina stadsrättigheter bekräftade 1384. Då hade människor redan bott kring Motala ströms fall under lång tid.
Staden fick sin första storhetstid under 1600-talet när den holländske affärsmannen Louis de Geer slog sig ner i staden. Han grundade ett flertal industrier i staden, bland annat pappersbruk, vapenfaktori, klädesfabrik och skeppsvarv. Under denna tid var staden Sveriges till befolkningsmängden näst största stad.
Under 1800-talet växte textilindustrin i Norrköping och hälften av klädestillverkningen i Sverige skedde i Norrköping. De goda tiderna varade ända fram till 1950-talet då konkurrensen från utlandet började kännas av. Konkurrensen blev för svår och 1970 fanns bara ett fåtal fabriker kvar. Istället flyttade flera statliga verk till staden. Norrköping ligger i en bygd som var bebodd redan stenåldern.
I Himmelstalund och Fiskeby finns hällristningar från bronsåldern som visar att Motala ström har spelat en viktig roll redan då. Människor har bosatt sig längs strömmen och där haft anläggningar för att fånga lax eller ål och för att använda forsarna för att driva kvarnhjul. Från 1283 finns ett dokument bevarat där drottning Sofia skänker sin rätt att fiska lax i strömmen till dominikanersystrarna i Skänninge. Kvarnarna längs strömmen ägdes både av aristokratin och klostren i Askeby, Alvastra och Vreta.
Både Norrköping och Söderköping anses ha fått sina namn efter väderstrecken, det vill säga köpingen i norr och köpingen i söder. Det är dock oklart angående vad det skulle vara i förhållande till, eventuellt Tingstad socken mellan städerna som är ännu äldre.
Den första bron byggdes där Strömmen passerade en djup och smal fåra, idag finns Gamlabro på platsen, och man tror att det tidigare har legat en vikingaborg på platsen, Knäppingsborg efter en hövding som antas ha haft namnet Knäppe. Nära bron uppstod en marknadsplats, nuvarande Gamla torget.
Under medeltiden fanns det två kyrkor i staden. För landsförsamlingen fanns Sankt Johannes kyrka medan Sankt Olai kyrka användes av stadsborna. De medeltida kyrkorna finns inte kvar men de låg förmodligen på samma platser som motsvarande kyrkor idag. Enligt en teori uppfördes båda kyrkorna under 1100-talet, enligt en annan är Sankt Johannes från tidig medeltid medan Sankt Olai byggdes senare när staden fick stadsrättigheter. Det finns också skriftliga källor som nämner ett kapell, helgat åt Sankta Gertrud. Man vet inte var detta kapell har legat men vid Västgötegatan har man hittat gravar som kan ha varit kapellets begravningsplats.
Kung Gustav Vasa passerade ofta Norrköping i samband med besök på Stegeborgs slott vid Slätbaken. Kungen uppskattade staden, kanske inte minst för att det saknades katolska kloster i staden. Han lät uppföra ett kungligt förrådsmagasin vid platsen för nuvarande Hedvigs kyrka. Kungen såg även till att konfiskera alla kyrkans fiskeplatser vid strömmen. Stadens roll som exporthamn växte vid denna tid på grund av Östgötabergslagens växande betydelse. 1567 rasade det nordiska sjuårskriget för fullt och Norrköping blev platsen för ett av slagen. Under hösten hade danskarna, ledda av Daniel Rantzau, marscherat upp genom Sverige. Efter tre veckor bröt de in i Östergötland. Efter sig lämnade de brinnande städer och byar. Den svenska armen retirerade och kom till sist att upprätta sitt läger söder om Norrköping där man bestämde sig för att stoppa danskarna vid den bro över Motala Ström, Gamlabro, som fanns här.
Den 3 december 1567 anlände den danska armén till Norrköping. Den svenska armén hade bränt ner hela den södra delen av staden, söder om Strömmen. Strax ovanför bron, på en höjd på den norra sidan, hade man byggt ett blockhus som försvarades av skyttar och kanoner. Danskarna försökte locka svenskarna till att börja slåss på det öppna fältet, men de stannade kvar på sin ganska fördelaktiga position. De två arméerna sköt på varandra hela dagen tills det blev kväll. Under natten försökte en mindre del av den svenska armén sig på ett överraskningsanfall, men danskarna upptäckte det och slog tillbaka. Följande dag, den 4 december, försökte danskarna på nytt locka svenskarna till strid, men efter några timmar gav man upp, och drog söderut igen. Innan de försvann tog de med sig allt av värde i staden.
En tid efter gjorde Erik XIVs bröder, Johan och Karl uppror, och kungen förklarades avsatt och efterträddes av sin bror, som tog namnet Johan III. Han erbjöd alla som byggde nya stenhus i staden hela tolv skattefria år. Han ville att Norrköping skulle bli en stad med raka gator och rektangulära kvarter. År 1581 uppförde han ett slott i staden, Norrköpingshus. Det finns inga bilder på hur det såg ut, men det bör ha varit en ganska pampig byggnad med 300 fönster, två torn och portal samt vallgrav. Byggnaden låg vid nuvarande Tyska torget. Dessutom fanns en stor trädgård vid nuvarande Trädgårdsgatan.
Från 1594 var huset bostad åt Elisabet Vasa, en av Gustav Vasas döttrar. Hon var änka efter en tysk furste och hon drog in i staden med ett hov på cirka 1 000 personer, en rejäl folkökning. Umgängeslivet på slottet blev både glansfullt och livligt, inte minst eftersom hela den kungliga släkten fanns på nära avstånd med hertig Karl i Nyköping, änkedrottning Gunilla på Bråborg strax utanför staden samt fler släktingar i Vadstena och Stegeborg. Stockholms slott stod tomt sedan Johan III avlidit 1592 och kung Sigismund bodde istället i Polen.
Under hösten 1598 anlände Sigismund med en polsk armé till Sverige. De steg i land vid Stegeborg och det dröjde inte länge innan de stötte på hertig Karls trupper. Hertigens trupper hamnade i knipa och ett par hundra sårade fick föras till Norrköpingshus, som fick användas som fältlasarett. Den avgörande striden kom att stå vid Stångebro utanför Linköping (Slaget vid Stångebro).
