Elle a d'abord été appelée Cuteanal Town. Son premier dirigeant, John Wright, a renommé la ville en l'honneur de sa ville natale anglaise de Lancaster. Le symbole de la ville, la rose rouge, vient de la maison de Lancaster. Lancaster faisait partie de la charte de William Penn's Woods de 1681, et a été établie par James Hamilton en 1734. Elle a été constituée en arrondissement en 1742 et en ville en 1818. Lorsque les Britanniques ont pris Philadelphie lors de la Révolution américaine, Lancaster est devenue la capitale des colonies le 27 septembre 1777. Après que le Congrès continental se soit réuni un jour, ils se sont déplacés encore plus loin, à York, en Pennsylvanie. Le gouvernement de Pennsylvanie a également déménagé de Philadelphie à Lancaster, mais est resté à Lancaster jusqu'à ce que les troupes britanniques quittent Philadelphie. Lancaster fut à nouveau la capitale de la Pennsylvanie de 1799 à 1812, après quoi la capitale fut déplacée à Harrisburg.
En 1737, la prison du comté de Lancaster a été construite dans la ville, dans le style du château de Lancaster en Angleterre. La prison est toujours en service. Des pendaisons publiques y ont eu lieu jusqu'en 1912.
La première route pavée aux États-Unis était l'ancien embranchement de Philadelphie et Lancaster (qui fait partie de l'actuelle route 30 américaine). Le Turnpike a été ouvert en 1795. Il relie les villes de Lancaster et de Philadelphie et a été conçu par un ingénieur écossais du nom de John Loudon MacAdam. Les habitants de Lancaster sont connus pour utiliser le mot "macadam" au lieu de "pavement" ou "asphalte". Ce nom fait référence au procédé de pavage utilisé par MacAdam.
La ville de Lancaster a accueilli plusieurs personnages importants de l'histoire américaine. Wheatland, le domaine de James Buchanan, le quinzième président des États-Unis, est l'une des attractions les plus populaires de Lancaster. Thaddeus Stevens, considéré comme l'un des membres les plus puissants de la Chambre des représentants des États-Unis, a vécu à Lancaster en tant qu'avocat. Stevens a acquis une certaine notoriété en tant que républicain radical et pour son abolitionnisme. Le Fulton Opera House de la ville a été nommé en l'honneur de Robert Fulton, originaire de Lancaster, qui avait conçu le bateau à vapeur moderne.
Après la Révolution américaine, la ville de Lancaster est devenue un centre de fonderie de fer. Deux des produits les plus courants dont les pionniers avaient besoin pour coloniser la frontière ont été fabriqués à Lancaster : le chariot Conestoga et le fusil long de Pennsylvanie. Le Conestoga wagon a été nommé d'après la rivière Conestoga, qui traverse la ville.
En 1803, Meriwether Lewis se rendit à Lancaster pour se former aux méthodes d'arpentage auprès du célèbre géomètre Andrew Ellicott. Pendant sa visite, Lewis a appris à tracer la latitude et la longitude dans le cadre de sa formation générale nécessaire pour diriger l'expédition Lewis and Clark.
En 1879, Franklin Winfield Woolworth a ouvert son premier magasin à succès "five and dime" dans la ville de Lancaster. La société F. W. Woolworth Company est remplacée par Foot Locker.
Lancaster a été l'une des villes lauréates du prix All-America City en 2000.
