Los primeros asentamientos en el Valle del Sol los estableció el pueblo hohokan alrededor del año 300 adC. Construyeron las primeras granjas y establecieron un sistema de canales que permitía traer el agua desde el río Salado. Vivieron también en las ruinas de Pueblo Grande entre el 700 y el 1400. Fue un pueblo emprendedor e imaginativo. Su sistema de irrigación compendría unos 217 km de canales.

En 1867, el aventurero Jack Swilling paró para descansar en la zona norte de las Montañas White Tank. Descubrió que el área contaba con numerosas zonas agrícolas, libres de heladas. Sólo se necesitaba agua. En 1868 construyó un canal que traía agua desde el río Salado y fundó una pequeña colonia a unos 6 kilómetros de la actual ciudad. El nombre de Phoenix (fénix) se lo dio el pionero Darrel Dupa simbolizando así el nacimiento de una nueva civilización sobre las ruinas dejadas por los hohokan. La ciudad fue reconocida oficialmente el 4 de mayo de 1868.

La llegada del ferrocarril en 1880 fue el primero de diversos acontecimientos que revolucionaron la economía de Phoenix. La ciudad se convirtió en un centro de comercio en la que los productos llegaban a los mercados de las costas este y oeste del país. La Cámara de Comercio de Phoenix de estableció en 1888.

En 1902, el presidente Theodore Roosevelt permitió la construcción de presas en la zona oeste, satisfaciendo así las demandas de los habitantes del Valle del Sol. En 1911 la presa Roosevelt, una de las mayores del mundo, empezó a ser operativa. La presa creó también el Lago Roosevelt que amplió la zona de irrigación. El 14 de febrero de 1912, el presidente William Howard Taft instituyó el estado de Arizona y nombró a Phoenix como su capital.

Phoenix se encuentra a 33°31'42" norte 112°4'35" oeste en la zona central de Arizona, en el corazón del Desierto de Sonora. El área metropolitana incluye las comunidades de Glendale, Mesa, Scottsdale, Tempe, Chandler, Gilbert, Peoria y otras más pequeñas. Además, en el área se han establecido diversas comunidades de retiro como Sun City.

La ciudad ocupa un área de 1.230,5 km² de los cuales 1.229,9 pertenecen a tierra y 0,6 a zona de agua.

Es habitual que la ciudad tenga el cielo despejado, con una media de 300 días de sol al año. La temperatura alcanza los 38óC durante 89 días al año, sobre todo entre los meses de junio y septiembre. En verano se suelen alcanzar temperaturas de más de 40óC. La temperatura máxima se alcanzó el 26 de junio de 1990 al llegar los termómetros a marcar los 50óC.

Phoenix está hermanada con diez ciudades:[5]