Древнейшей палеолитической стоянкой на территории Брянской области является Хотылёво 2, относящаяся к граветтской культуре (ок. 25 тыс. л. н.). У деревни Елисеевичи на правом берегу реки Судость находится стоянка эпохи верхнего палеолита Елисеевичи II (23000—21000 лет назад).

Территорию Брянщины издревле населяли славянские племена. В IX—XI вв. по берегам Десны жили северяне, на лесистом водоразделе Десны и Оки — вятичи, а в бассейне Ипути и Беседи — радимичи. В XII—XIII вв. Брянский край входил в состав Черниговского, а затем Новгород-Северского княжеств. После разорения Чернигова монголо-татарами, княжеский стол около 1246 года был перенесён в Брянск; образовалось Брянское княжество. С 1356 года Брянские земли находились под властью Великого княжества Литовского, затем Речи Посполитой. В начале XVI века (по договору1503 года) край вошёл в состав Московского государства и стал его юго-западным форпостом в борьбе против Литвы, Польши и Крымского ханства.

По Деулинскому перемирию 1618 года, южные и западные земли современной Брянской области отошли к Речи Посполитой.

После победы над Великим княжеством Литовским, земли были присоединены к России. В 1654 году, всё левобережье Днепра (Малороссия), в том числе юго-западные земли Брянщины, в административном и военном отношении были разделены на полки и сотни. Одним из самых крупных малороссийских полков был Стародубский, утвержденный как самостоятельный в 1663 году (до этого являлся частью Нежинского полка). В его состав входило 10 сотен (Стародубская, Мглинская, Почепская, Погарская и др). В 1781 году деление на полки и сотни было заменено делением на уезды и наместничества (с 1796 — губернии). С 1802 года Стародубщина, из которой были образованы Мглинский, Новоместский (позднее — Новозыбковский), Стародубский и Суражский уезды, вошла в состав Черниговской губернии.

Вся восточная (великороссийская) часть Брянщины (Брянский, Карачевский, Севский и Трубчевский уезды) с 1709 года относилась к Киевской губернии, в том числе с 1719 года входила в состав Севской провинции этой губернии. В1727 году Севская провинция вошла во вновь образованную Белгородскую губернию. В 1778 году было образовано Орловское наместничество, в которое были переданы уезды упраздненной Севской провинции (при этом границы уездов были изменены, а также были образованы новые уезды, в том числе Луганский).

В XVIII—XIX вв. началось экономическое оживление края. В XVIII веке появилась заводская промышленность. Со второй половины XVIII в. многие земли Стародубщины принадлежали гетману Кириллу Разумовскому, который вел здесь большое строительство. В восточной части Брянщины в конце XVIII в. широко развивает заводское дело промышленник И. А. Мальцов, основавший на местных песках и древесном топливе ряд стекольных предприятий. В начале XIX в. он также скупает все металлургические заводы края и создаёт  Мальцовский  фабрично-заводской округ, охватывающий также части соседних уездов — Жиздринского и Рославльского.

В ходе гражданской войны губернские города Орёл и Чернигов оказались в зоне активных военных действий, в связи с чем Брянскому и Почепскому уездным исполкомам ещё в 1918—1919 годах были даны полномочия губернских. 1 апреля 1920 года была образована Брянская губерния, существовавшая до 1 октября 1929 года, когда она была включена в состав Западной области.

27 сентября 1937 года ЦИК РСФСР постановил упразднить Западную область, разделив её на Смоленскую и Орловскую области. Нынешняя территория Брянской области вошла в состав Орловской области.

В августе-октябре 1941 года край был оккупирован германскими войсками. С первых дней оккупации борьба против захватчиков приняла характер всенародного движения. В брянских лесах действовало около 60 тысяч партизан, здесь формировались партизанские соединения С. А. Ковпака, А. Ф. Федорова, А. Н. Сабурова. Захватчики нанесли краю огромный ущерб: были разрушены и сожжены города (70 % жилого фонда) и села (111 тысяч домов), промышленные предприятия. После освобождения края (август-сентябрь 1943 года) были проведены большие восстановительные работы.

Брянская область была образована Указом Президиума Верховного Совета СССР 5 июля 1944 года.