Před 670 lety se Praha, v té době již díky zřízení arcibiskupství v roce 1344 jedna z nejvýznamnějších metropolí Evropy, zařadila mezi centra evropské vzdělanosti. Český a římský král Karel IV. totiž 7. dubna 1348 vydal zakládající listinu pražského vysokého učení. Tím navázal na předchozí zakládající akt - bulu papeže Klementa VI. z 26. ledna 1347, kterou papež souhlasil s žádostí o zřízení univerzity.
Univerzita Karlova, která byla první univerzitou ve střední Evropě, vycházela ze vzoru univerzit v Boloni a Paříži. Byla samosprávnou korporací studentů a učitelů, v jejímž čele stál rektor. Měla čtyři fakulty - teologickou, právnickou, lékařskou a artistickou (nyní filozofická). Život školy se odehrával v kolejích, které poskytovaly studentům i pedagogům učební prostory i příbytky.
Jelikož byla chápána jako centrum vzdělanosti celé říše spadající pod vládu Karla IV., byla rozdělena na čtyři národy - český (včetně Uher a Sedmihradska), bavorský, polský (včetně Litvy, Pruska, Slezska a Lužice) a saský. Prvními vyučujícími byli převážně němečtí a čeští učenci.
Karel IV. opatřil univerzitě právní a hospodářské zajištění, důstojnou budovu pro vysoké učení získal až jeho syn Václav IV. V roce 1383 nechal zakoupit a upravit několik domů nedaleko Staroměstského náměstí. Takto vzniklé Karolinum je dodnes reprezentační budovou univerzity.
Největšího počátečního rozmachu dosáhla univerzita v osmdesátých letech 14. století, kdy měla kolem 1000 studentů. V té době byl průměr na evropských univerzitách 120 posluchačů. Spor o vliv na vedení univerzity, především mezi Čechy a Němci, vyřešil Václav IV. tzv. Dekretem kutnohorským z roku 1409. Zatímco doposud měl každý z národů jeden hlas, dekret přidělil tři hlasy Čechům, zbylým národům jeden dohromady. V důsledku toho školu opustila značná část především německy hovořících mistrů a studentů.
V následujícím období se univerzita proměnila v centrum reformního hnutí, silný vliv získal její rektor Mistr Jan Hus. Během husitské revoluce nastal úpadek, který trval až do počátku 16. století. Některé koleje zanikly, obnovena byla pouze artistická fakulta. Přednášky z jiných oborů byly jen občasné.
Po porážce stavovského povstání v roce 1620 Ferdinand II. předal Karolinum jezuitům, kteří "kacířskou" univerzitu v roce 1624 prohlásili za zrušenou. O 30 let později Ferdinand III. spojil Karolinum s jezuitskou univerzitou v Klementinu (založena v roce 1556) ve školu s názvem Karlo-Ferdinandova univerzita.
Další vývoj univerzity byl poznamenán rozsáhlými studijními reformami a snahami o zvědečtění výuky a pronikání češtiny jako přednáškového jazyka. Emancipační vývoj byl dovršen v roce 1882, kdy byla univerzita rozdělena na českou a německou. Česká univerzita měla čtyři fakulty (filozofickou, bohosloveckou, lékařskou, právnickou) a více než 2000 posluchačů.
Po vzniku samostatného Československa se v roce 1920 škole vrátil titul Univerzita Karlova. Do vlastnictví jí bylo přiznáno Karolinum, univerzitní archiv, insignie, pečetidla, knihy a jiné památky, které vlastnila před rokem 1882.
Po okupaci, 17. listopadu 1939, byla UK uzavřena nacisty. Německá univerzita získala statut říšské vysoké školy. Činnost české UK byla obnovena v roce 1945, německá byla zrušena. U příležitosti 600. výročí založení UK v roce 1948 tehdejší prezident Edvard Beneš obnovil zakládací listinu Karla IV.
V následujících letech se postupně zvyšoval počet studentů i fakult, některé fakulty byly zřízeny i mimo Prahu, a to lékařská a farmaceutická v Hradci Králové a lékařská v Plzni. Nyní má UK 17 fakult, čtyři vysokoškolské ústavy a pět dalších pracovišť, pět celouniverzitních účelových zařízení a rektorát. Univerzita má přes 8000 zaměstnanců. Studuje zde více než 49 tisíc studentů ve 322 studijních programech. UK se v různých žebříčcích pravidelně řadí mezi 500 nejlepších světových univerzit.
