随着社会经济的发展、城市的出现、人类居住环境的复杂化，产生了城市规划设计思想并得到不断发展。特别是在社会变革时期，旧的城市结构不能适应新的社会生活要求的情况下，城市规划设计理论和实践往往出现飞跃。
中国古代的城市规划设计学说散见于《考工记》、《商君书》、《管子》、《墨子》等典辅之中。《考工记》确定了“都”、“王城”和“诸侯城”的三级城邑制度，用地的功能分区和道路系统等；《商君书》论述了某一地域内山陵丘谷、都邑道路和农田土地分配的适当比例，以及建城、备战、人口、粮食，土地等相应条件。
中国古代城市规划设计强调战略思想和整体观念，强调城市与自然结合，强调严格的等级观念。这些城市规划设计思想和中国古代各个历史时期城市规划设计的成就，集中体现在作为“四方之极”、“首善之区”的都城建设上。
战国时期，列国都城采用了大小城制度，反映了“筑城以卫君，造郭以守民”的要求。西汉长安城将宫室与里坊结为一体 ；三国时曹魏邺城采用城市功能分区的规划方式；南北朝时代的洛阳城加强了全面规划，都为中国古代前期城市建设的高峰――隋唐长安城的建设起了先导作用。
长安城的建设成就是唐代灿烂文化的重要组成部分，影响及于日本、朝鲜等国的都城建设。宋开封城在中国都城建设史上的重要性在于，它是按照五代周世宗柴荣颁发的诏书，有规划地进行扩建的要例。后来，商品经济的发展使延绵千年的城市里坊制逐渐废弛。北宋中叶，开封城走向较为开放的街巷制体系，形成了中国封建社会后期的城市结构形态。
元大都的规划汲取了春秋战国时期理想都城的规划思想，而又作了因地制宜的处理。由大都城演变而成的明北京城，可说已集中国古代都城城市规划设计之大成。清代在北京城远近郊区大力经营园林和离宫别馆，使北京成为中国封建时代都城规划和建设的最辉煌实例。
在西方，在古希腊城邦时期已出现了希波丹姆规划模式。古罗马建筑师维特鲁威的《建筑十书》阐述了城市选址、环境卫生、坊际建设、公共建筑布局等方面的基本原则，并提出了当时的“理想”城市模式。中世纪社会发展缓慢，城市多以教堂为中心。到了文艺复兴时期，建筑师阿尔伯蒂、帕拉第奥、斯卡摩锡等也提出了一些反映当时商业兴盛和城市生活多样化的城市理论和城市模式。
产业革命前的欧洲城市，除罗马等少数城市外，一般规模较小。多数城市是自然形成的，城市功能和基础设施都比较简单，卫生条件也差。城市规划设计多侧重于防御功能和政治需要，封闭性强。城市规划设计的内容主要着眼于道路网和建筑群的安排，因而是建筑学的组成部分。
产业革命导致世界范围的城市化，大工业的建立和农村人口向城市集中促使城市规模扩大。城市的盲目发展，贫民窟和混乱的社会秩序造成城市居住环境的恶化，严重影响居民生活。人们开始从各个方面研究对策，现代城市规划设计学科就是在这种情况下形成的。
现代城市规划设计学科主要由城市规划设计理论、城市规划设计实践、城市建设立法、城市规划合理四部分组成。
现代城市规划设计理论始于人们从社会改革角度对解决城市问题所作的种种探索。19世纪上半叶，一些空想者继空想创始人莫尔等人之后提出种种设想，把改良住房、改进城市规划设计作为医治城市社会病症的措施之一。他们的理论和实践对后来的城市规划设计理论颇有影响。
19世纪和20世纪之交，霍华德倡导“田园城市”，1915年格迪斯提出区域原则，倡导城市规划设计与区域规划相结合的学说。他们的学术思想对城市规划设计思想的发展影响深远。同时代的恩文所着《城市规划设计实践――城市和郊区设计艺术概念》一书，总结城市发展的史例和他本人的规划实践经验，可视为建筑师对城市规划设计领域的开拓。随后，越来越多的建筑师以及社会学家、地理学家、经济学家等投入城市规划设计理论的研究。
在19世纪，影响最广的城市规划设计实践是法国官吏奥斯曼1853年开始主持制定的巴黎规划。尽管巴黎的改建，有镇压城市人民起义和炫耀当权者威严权势的政治目的，但巴黎改建规划将道路、住房、市政建设、土地经营等作了全面的安排，为城市改建做出有益的探索。影响所及，科隆和维也纳等城市也纷纷效法。
这一时期还出现了另一种建设实践：英国一些先进工业家在建设工厂的同时，建设新的工人镇。例如1851年工业家萨尔特建设了萨泰尔工人镇，1887年利威尔建设了日光港工人镇，形成所谓“企业城镇”。这些实践无疑促进了霍华德的“田园城市”等城市规划设计理论的形成。至今，城市规划设计仍是采取上面所说的旧城改建和新城建设两种基本形式。19世纪90年代，西欧各国已逐渐形成以公共投资改进市政建设同控制私人用地相结合的城市发展战略概念。在德国有城镇发展规划工作的传统，也有雏形的分区制规划方法。这些都为城市规划设计工作提供了有用经验。
制定城市建设法规最初的目的是维持整齐、清洁、安定的城市环境，以保障居民健康。英国1848年制定《公共卫生法》，其中规定了住宅的卫生标准，1906年颁布《住宅与城市规划设计法》。瑞典1907年制定了有关城市规划设计和土地使用的法律。美国纽约1916年颁布了控制土地利用和建筑高度的分区区划法规，后来在1961年为适应新情况，修改成为区划决议。实践证明，城市建设和管理要有相应的法律体系，严格的城市建设法规可以提高城市规划设计和建设的质量。
20世纪以来，人类经历了两次世界大战，国际政治、经济、社会结构发生巨大变革，科学技术长足发展，人文科学日益进步，价值观念起了变化，这一切都对城市规划设计产生深刻的影响。1933年的《雅典宪章》概述了现代城市面临的问题，提出了应采取的措施和城市规划设计的任务，是现代城市规划设计理论发展历程中的里程碑。
第二次世界大战以后，城市规划设计家没有舍弃《雅典宪章》的基本原则，而在一些重大问题上给予更新和补充，这就出观了1977年的《马丘比丘宪章》。这两个宪章是两个不同历史时期的城市规划设计理论的总结，对全世界城市规划设计都有相当的影响。
产业革命后，城市内部结构发生了根本的变化，促使人们从理论上研究城市的结构和形态，寻求最佳模式。
有人认为城市宜集中建设。法国建筑师勒・柯布西耶1922年在《明日的城市》中主张充分利用技术成就，建造高层高密度的建筑群，使城市集中发展，以求得最好的生活环境和最高的工作效率，这种思想被称为城市集中主义。有人主张城市宜分散建设。美国建筑师赖特提出的“广亩城市”认为城市应与周围的乡村结合在一起，平均每公顷居住2.5人，被称为城市分散主义，这两种城市模式影响甚广。
此外，有人从城市功能要求出发提出各种城市布局形态，如“带形城市”、同心圆式的环状城市、楔状结构城市、多核心城市等；有人则从城市中各种系统的组织出发，宏观地研究城市所在的地区的空间结构与城市形态的关系；也有人从微观上对构成城市的单元细胞进行剖析来研究城市的形态。