Название «Уэльс» происходит от англ. Wales, а то, в свою очередь, от др.-англ. Wealas, множественного числа слова Wealth. Последнее слово является общегерманским и происходит, по всей видимости, от названия племени вольков, то есть изначально оно обозначало всех кельтов. Позже, после того как германцы вошли в контакт с Римом, оно стало обозначать не только кельтов, но и людей, говорящих на латыни, позже — романских языках (ср. Валлония в Бельгии, Валахия в Румынии). В Британии слово wealas обозначало в первую очередь бриттов, в том числе валлийцев и корнцев (название Корнуолла содержит тот же корень). Правда, в древнеанглийских памятниках есть и примеры того, как этот корень используется по отношению к римлянам.

Валлийское название — Cymru — происходит от общебриттского *kom-brogi 'соотечественники' (ср. также кумбрийский язык, Камберленд). От этого слова происходит и латинское название Cambria. Согласно Гальфриду Монмутскому, Cambria происходит от мифического короля Камбера, но это следует признать выдумкой.

Ранний период
Люди заселили территорию нынешнего Уэльса в конце последнего ледникового периода. Документальные свидетельства появляются во время римской оккупации Британии. В то время уэльские земли были поделены между несколькими бриттскими племенами, самыми многочисленными и могущественными из которых были силуры на юго-востоке и ордовики на северо-западе. Римляне воздвигли в нынешнем Южном Уэльсе несколько фортов, самым западным из которых был Кармартен (Caerfyrddin, лат. Maridunum), и добывали золото в Долейкоти (ныне Кармартеншир). Кроме того, они построили крепость в Кайрлеоне (Isca Silurum), где сохранился величественный амфитеатр. Римляне продвинулись и в Северный Уэльс, и одна из средневаллийских повестей, «Сон Максена» (Breuddwyd Macsen) передаёт легенду, будто один из последних римских императоров Магн Максим (испанец, служивший генералом в Британии), был женат на дочери местного вождя из Сегонтия, ныне Кайрнарвон, графство Гвинед. Во время римской оккупации, примерно в IV веке в Уэльс пришло христианство.

После ухода римских войск из Британии (ок. 410), романизованные бритты создали множество мелких королевств. Государства южных и восточных равнин острова были быстро завоёваны наступающими англосаксами, но королевства, расположенные в гористых районах Северной Англии и нынешнего Уэльса оказались более устойчивы. В конце концов, бриттские королевства севера пали под ударами англосаксов и шотландцев, но западным бриттам удалось закрепиться в Уэльсе. Однако потеря плодородных земель и богатых городов юго-востока острова не позволили им эффективно бороться за возвращение этих территорий. Примерно в 540 году Гильда Премудрый писал:
"Таким образом, многие из несчастных уцелевших, захваченные в горах, были массово уничтожены; другие, изнурённые голодом, подходили и протягивали руки врагам, чтобы навеки стать рабами, если, однако, их не убивали немедленно, что они считали за высочайшую милость. Другие же стремились к заморским областям с великим рыданием… "

К VIII веку восточная граница Уэльса более-менее устоялась. Традиционно считается, что Оффа, король Мерсии, построил огромный земляной вал по границе своих владений, чтобы отделить от Уэльса заселённую в основном валлийцами часть Поуиса, которую он завоевал. Вал Оффы частично сохранился до наших дней, а валлийцы до сих пор иногда, отправляясь в Англию, говорят, что пересекают Вал Оффы (croesi Clawdd Offa).

Наиболее крупными королевствами были Гвинед (северо-запад Уэльса), Дехейбарт (юго-запад) и Поуис (восток и северо-восток). Большинство их правителей происходило из дома Родри Великого. Хотя Уэльс не представлял собой единого государства, а королевства часто враждовали между собой (привлекая на свою стороны англичан, ирландцев и скандинавов), страна была объединена общим культурным наследием, а также сводом законов, кодифицированных Хивелом Добрым.

После норманского завоевания
Земли, уступленные англосаксам, получили название Lloegyr (в современном языке — Lloegr). В то же время начинает развиваться собственно валлийская идентичность, в текстах всё чаще встречается слово Cymry 'соотечественники'.

Замок Долвиделан, построенный Лливелином ап Иорвертом в начале XIII века, чтобы охранять одну из долин, ведущих в Сноудонию.

После норманского завоевания Англии в 1066 уэльские королевства стали постепенно попадать под влияние восточных соседей, несмотря на сопротивление валлийских правителей. Вильгельм Завоеватель попытался подчинить валлийцев, создав несколько мощных феодальных владений на границе с Уэльсом. Лорды так называемой Валлийской марки в большой мере сохраняли независимость до времени правления Генриха VIII. Некоторые валлийские правители, такие как Оуайн Гвинед, Рис ап Грифид, Лливелин ап Иорверт, в разное время объединяли под своей властью значительную часть страны, однако объединения Уэльса так и не произошло. В 1282 году, после того как Лливелин ап Грифид, объявивший себя правителем всего Уэльса, погиб, а его брат взят в плен и казнён, войска Эдуарда I захватили всю территорию Уэльса. Англичане возвели несколько мощных замков (в частности, Кайрнарвон и Конуи на севере Уэльса, возле королевской столицы Гвинеда Гарт-Келин), чтобы контролировать местное население. Последним мощным восстанием было восстание Оуайна Глиндура, случившееся на век позже. Валлийская семья Тюдоров, активно участвовавшая в Войне Алой и Белой розы, в 1485 году стала царствующей династией в Англии. Окончательное юридическое слияние княжества Уэльс с Англией произошло в при Генрихе VIII после принятия ряда законов, согласно которым валлийское право в Уэльсе заменялось английским.

Новое время
После вхождения Уэльса в состав Англии и упразднения Валлийской марки происходит постепенное разрушение традиционных порядков: валлийские дворяне перенимают образ жизни английских сквайров, многие валлийцы переезжают в Лондон, где добиваются значительных успехов, как Джон Ди. Английский язык заменяет валлийский не только в государственном управлении и судопроизводстве, однако в ходе Реформации и введения в Великобритании англиканства был произведен перевод на валлийский язык Библии и ряда богослужебных текстов (важную роль здесь сыграли Уильям Солсбери и Уильям Морган).

В XVII и XVIII веках в Уэльсе набирают силу различные нонконформистские движения, в первую очередь методизм, при нонконформистских часовнях существуют воскресные школы с преподаванием на валлийском языке. В конце XVIII века юг Уэльса становится одним из центров промышленной революции: обнаружение запасов каменного угля, железной руды и олова приводит к открытию крупных сталелитейных центров Доулайс и Кивартва (Мертир-Тидвил), а также угольных шахт, которые их обслуживали. В поисках работы в долины Южного Уэльса прибывает множество людей как из самого Уэльса, так и из других частей Великобритании и из Ирландии. В то же время многие валлийцы отправляются в Англию, в частности, в растущий порт Ливерпуль. В XIX веке промышленность Южного Уэльса переориентируется на добычу угля для паровых машин, который уходит как на внутренние британские рынки, так и на экспорт: маркиз Бьют поддерживает развитие Кардиффа, который становится крупнейшим угольным портом мира и самым важным городом Уэльса. На севере страны активно развивается добыча сланцев для строительной отрасли. Многие города на северном и западном побережье приобретают популярность как курорты (Лландидно, Рил, Абердиви и др.). Холихед становится важным транспортным центром как место отправления парома в Ирландию, он соединяется с Лондоном сначале дилижансным, а позже и железнодорожным сообщением.

Бурный рост промышленности и приток населения на юге Уэльса были связаны с организацией рабочего движения. В 1830-х годах в Уэльсе происходят два крупных восстаня: восстание в Мертир-Тидвиле 1831 года и чартисткое восстание в Ньюпорте 1839 года. Угольные долины южного Уэльса стали одной из колыбелей чартистского движения, а позже — тред-юнионизма. В конце XIX века там же зарождается и набирает силу Лейбористская партия. Также в Уэльсе были сильны позиции либералов, самым известным из которых был выходец из Уэльса Дэвид Ллойд Джордж, изначално получивший известность своей деятельностью в национальном и рабочем движении.

В XIX веке набирает силу националистическое движение. Развитие кельтологии стимулирует интерес к валлийским истории и культуре, создается ряд патриотических организаций, таких как «Молодой Уэльс» (валл. Cymru Fydd), в работе которого участвовал Ллойд Джордж, и Общество святого Давида. В 1893 году основан Университет Уэльса с колледжами в Аберистуите, Бангоре и Кардиффе, значительное распространение получает валлийская периодическая пресса. Дэниэл Оуэн создает первые современные романы на валлийском языке.

Значительное распространение в Уэльсе получает регби, и сборная страны добивается крупных успехов на протяжении XIX и XX веков.