Nejprve se jmenovalo Cuteanal Town. Jeho první představitel John Wright ho přejmenoval podle svého rodného anglického města Lancaster. Symbol města, červená růže, pochází z rodu Lancasterů. Lancaster byl součástí Penn's Woods Charter Williama Penna z roku 1681 a v roce 1734 jej vytyčil James Hamilton. V roce 1742 byl začleněn do městské čtvrti a v roce 1818 se stal městem. Když Britové během americké revoluce dobyli Filadelfii, stal se Lancaster 27. září 1777 hlavním městem kolonií. Po jednodenním zasedání Kontinentálního kongresu se přesunul ještě dál, do Yorku v Pensylvánii. Pensylvánská vláda se také přestěhovala z Filadelfie do Lancasteru, ale zůstala v Lancasteru, dokud britská vojska neopustila Filadelfii. Lancaster byl hlavním městem Pensylvánie opět od roku 1799 do roku 1812, poté bylo hlavní město přesunuto do Harrisburgu.
V roce 1737 byla ve městě postavena věznice Lancaster County Prison podle anglického hradu Lancaster Castle. Věznice je v provozu dodnes. Veřejné popravy oběšením se zde konaly až do roku 1912.
První zpevněnou silnicí ve Spojených státech byla bývalá silnice Philadelphia and Lancaster Turnpike (tvořící část dnešní silnice U.S. Route 30). Tato silnice byla otevřena v roce 1795. Dálnice spojovala města Lancaster a Filadelfie a byla navržena skotským inženýrem Johnem Loudonem MacAdamem. Obyvatelé Lancasteru jsou známí tím, že místo slova "dlažba" nebo "asfalt" používají slovo "makadam". Tento název odkazuje na způsob dláždění, který MacAdam používal.
Město Lancaster bylo domovem několika významných osobností americké historie. Wheatland, panství Jamese Buchanana, patnáctého prezidenta Spojených států, je jednou z nejoblíbenějších atrakcí Lancasteru. Thaddeus Stevens, považovaný za jednoho z nejvlivnějších členů Sněmovny reprezentantů Spojených států, žil v Lancasteru jako advokát. Stevens proslul jako radikální republikán a svým abolicionismem. Fultonova opera ve městě byla pojmenována po lancasterském rodákovi Robertu Fultonovi, který navrhl moderní parník.
Po americké revoluci se město Lancaster stalo centrem železářství. V Lancasteru se vyráběly dva z nejběžnějších výrobků, které potřebovali průkopníci při osidlování pohraničí: vůz Conestoga a dlouhá puška Pennsylvania. Vůz Conestoga byl pojmenován podle řeky Conestoga, která městem protéká.
V roce 1803 navštívil Meriwether Lewis Lancaster, aby se nechal poučit o metodách vyměřování od známého geodeta Andrewa Ellicotta. Během své návštěvy se Lewis naučil vytyčovat zeměpisnou šířku a délku jako součást celkového výcviku potřebného pro vedení expedice Lewis a Clark.
V roce 1879 otevřel Franklin Winfield Woolworth ve městě Lancaster svůj první úspěšný obchod "five and dime". Nástupcem společnosti F. W. Woolworth Company se stala společnost Foot Locker.
Lancaster byl v roce 2000 jednou z vítězných obcí v soutěži All-America City.