Основание в 1590 г. города Саратова, как и несколько ранее городов. Самара и Царицын (Волгоград), способствовало закреплению за Россией присоединённых Иваном Грозным территорий Среднего и Нижнего Поволжья. Этим был сделан решающий шаг в превращении Московского, преимущественно русского царства в полиэтническое и многоконфессиональное государство. И фактически было положено начало становлению в северной части Евразии новой империи. До начала XVIII в. Саратов являлся опорным пунктом обороны на юго-востоке страны, а затем в течение полутора веков выполнял главным образом торгово-транзитные и административные функции.
В первой половине XVIII в. Саратов был центром самого крупного в Европе речного рыбного промысла. Саратовская городская рыбная контора ведала всеми рыбными угодьями от Соснового Острова (Хвалынск) до Песчаного острова (неподалёку от Астрахани). С 1747 г. до первых десятилетий XIX в. – город был местом нахождения управления крупнейшего в Европе Эльтонского соляного промысла.
В 1769 г. была образована Саратовская провинция, и Саратов впервые становится административным центром обширной территории, которая в 1781 г. была преобразована в губернию. В период с 1928 по 1932 гг. Саратов являлся столицей Нижне-Волжского края, в который входили территории современных Саратовской, Волгоградской, Астраханской областей и Республики Калмыкии. С 1936 г. центр одноименной области.
С 1830-х гг. Саратов известен как центр одного из крупнейших зернопроизводящих регионов России и крупнейший центр агроперерабатывающей промышленности (мукомольной). Во второй половине XIX – начале XX вв. Саратов по количеству жителей среди городов России (в её современных границах) занимал третье место после Петербурга и Москвы. В культурном плане город отмечен, прежде всего, тем, что здесь был открыт первый в России общедоступный художественный музей (1885 г.) и первый стационарный цирк (1873 г.). В 1909 г. в Саратове был основан императорский Николаевский университет, ставший последним десятым в дореволюционной России. В 1912 г. в Саратове была открыта третья в стране после Петербурга и Москвы консерватория.
Окончание строительства в 1871 г. железной дороги до Москвы, а затем в южном (Астрахань) и восточном (Урал и Сибирь) направлениях, превратило Саратов в узел коммуникаций общероссийского значения. В годы Первой мировой войны город являлся окружным пунктом распределения и лечения раненых.
Масштабное промышленное строительство 1930-х гг. выдвинуло Саратов на положение одного из индустриальных лидеров в Поволжье, что имело первостепенное значение в период Великой Отечественной войны. Стратегически важную роль играл также саратовский железнодорожный мост через Волгу, построенный в 1935 г. С открытием в Саратове в 1942 г. газового промысла началось первое масштабное промышленное использование природного газа в нашей стране. Концентрация в городе и области технологически сложной промышленности в 1940-1970-е гг. дало толчок развитию фундаментальной и прикладной науки. С 1980 г. действует Саратовский научный центр Российской академии наук.
Саратов также известен как город, где учился, а затем 12 апреля 1961 г. совершил вблизи него приземление первый космонавт планеты Ю.А. Гагарин.