El área de Milwaukee originalmente estaba habitada por las tribus indias de los fox, mascouten, potawatomi y winnebago. La ciudad recibió su nombre de la palabra india Millioke, que significa "La Buena Tierra" o "Encontrar un lugar por el agua". Misioneros franceses y comerciantes pasaron por la zona a fines del siglo XVII y el siglo XVIII.
En 1818, el francés Solomon Juneau se estableció en el área. compró el negocio de su suegro y en 1833 fundó una ciudad en el lado este del río Milwaukee. En 1846, el pueblo de Juneau se fusionó con dos pueblos cercanos para erigirse como la ciudad de Milwaukee: Kilbourntown en el oeste, fundado por Byron Kilbourn, y Walker's Point en el sur, fundado por George H. Walker. Juneau fue el primer alcalde de Milwaukee. La inmigración alemana ayudó a incrementar la población de la ciudad a partir de la década de 1840. Hasta el día de hoy Milwaukee tiene una considerable población germano-americana.
Desde fines del siglo XIX hasta los años '50, Milwaukee, como muchas otras ciudades industriales del norte, recibió gran cantidad de inmigrantes desde Alemania, Hungría, Polonia y otros países de Europa central, así como un importante número de afroamericanos provenientes de los estados del sur. Esto ayudó a Milwaukee a convertirse en una de las 15 ciudades más grandes del país, y a mediados de los '60 la población alcanzó los 750.000 habitantes. Sin embargo, a partir de fines de aquella misma década, Milwaukee, como muchas otras ciudades en la zona de los Grandes Lagos, vio a su población disminuir debido a varios factores.
En el último tiempo la ciudad se ha esforzado en mejorar su economía, sus barrios y su imagen, dando como resultado la revitalización de sectores como Third Ward, East Side y, más recientemente, Bay View, junto con atraer nuevos negocios a su zona centro. Mientras la ciudad aún enfrenta una población decreciente, continúa haciendo planes para mejorar su futuro a través de varios proyectos.