Los primeros restos materiales de cierta importancia encontrados en L'Hospitalet datan del siglo IV antes de Cristo y corresponden a la cultura ibérica, aunque se han encontrado pruebas de presencia humana durante el Paleolítico y el Neolítico en el valle del río Llobregat.

En L'Hospitalet se han encontrado numerosos restos de la estancia de los romanos, a partir del siglo II antes de Cristo, como la Cabeza de Medusa, una pieza de uso funerario cuyo original se encuentra en el Museo Arqueológico de Barcelona.

No es, sin embargo, hasta el siglo X que el término de Provençana (nombre original del municipio) aparece en documentos escritos. En aquella época, los límites del territorio dibujaban una superficie que doblaba el actual: en el norte se extendían hasta la sierra de Collserola y el municipio de Esplugues; al este, hasta Sarrià, Sants y el puerto, y al oeste, hasta el río Llobregat.

Los orígenes de L'Hospitalet actual se encuentran en los dos núcleos que aparecieron durante el siglo XII entorno a la iglesia de Santa Eulàlia de Provençana (en el barrio de Santa Eulàlia) y alrededor del Hospital de la Torre Blanca (en el barrio del Centre).

L'Hospitalet fue una villa tradicionalmente agrícola hasta final del siglo XVIII, cuando empezaron a instalarse las primeras fábricas textiles. A comienzos del XX, la ciudad experimenta un gran desarrollo industrial y un espectacular crecimiento demográfico. El 15 de diciembre de 1925, el rey Alfonso XIII le otorga el título de ciudad. 

Entre los años 1960 y 1970, durante la dictadura franquista, L'Hospitalet vuelve a ver incrementada su población de forma espectacular. Ciudadanos venidos de todo el Estado español se instalan en el municipio, que se convierte en el segundo de Cataluña en número de habitantes. Este rápido crecimiento no fue acompañado del acondicionamiento de la ciudad para dotarla de servicios. No había escuelas ni equipamientos públicos, ni parques ni zonas verdes, y las calles se convertían en fangales cuando llovía. Pronto, los ciudadanos empezaron a salir a la calle para reclamar mejores condiciones de vida. 

Desde entonces, el nombre de L'Hospitalet es sinónimo de lucha por una ciudad digna, de solidaridad con aquéllos que lo necesitan y de acogida de todos los que buscan un futuro mejor. 

Con el retorno de los ayuntamientos democráticos, en 1979, la ciudad empieza a cambiar. Se urbanizan las calles, se crean nuevos servicios, se construyen escuelas, polideportivos, mercados, centros culturales y parques. Una vez cubiertas las primeras necesidades, L'Hospitalet inicia a finales de los años 90 su segunda gran transformación para convertirse en un municipio moderno, atractivo para las nuevas actividades económicas, con más y mejores transportes y servicios, un municipio de centralidad en el área metropolitana de Barcelona.