ประวัติความเป็นมาของเมืองเชียงแสน มีบันทึกไว้ในตำนานพงศาวดารหลายฉบับหลายสำนวน แต่เนื้อเรื่องส่วนใหญ่จะเป็นเค้าโครงเดียวกัน การเริ่มเรื่องตำนานจะเริ่มกล่าวตั้งแต่สมัยต้นพุทธกาลว่า พระเจ้าสิงหนวัติกุมาร อพยพมาจากนครไทยเทศล่องลงมาตามลำน้ำโขง และตั้งบ้านแปลงเมืองโดยมีพญานาคช่วยขุดคูปราการเมือง ปรากฏชื่อเมืองว่า นาคพันธุสิงหนวัตินครต่อมาตำนานได้กล่าวถึงการรวบรวมดินแดนให้เป็นปึกแผ่นของพระเจ้าสิงหนวัติ โดยรวมเอาชาวมิลักขุ และการปราบปรามพวกกล๋อมหรือขอมให้อยู่ใต้อำนาจ หลังจากนั้นเมืองโยนกนาคพันธุ์ได้มีกษัตริย์ปกครองสืบต่อมาหลายพระองค์ แต่ละองค์ต่างก็เน้นในเรื่องการทำนุบำรุงศาสนาเป็นหลัก ต่อมาในรัชสมัยของพระเจ้าพังคราชอำนาจของขอมเมืองอุโมงค์คเสลามีมากขึ้น สามารถรบชนะพระเจ้าพังคราชและขับไล่ให้ไปอยู่ที่เวียงสีทอง โอรสของพระเจ้าพังคราชคือพระเจ้าพรหม สามารถปราบปรามพวกขอมลงได้สำเร็จ จึงอัญเชิญพระเจ้าพังคราชกลับเข้าไปครองราชสมบัติที่ เมืองนาคพันธุ์ฯ ตามเดิม อาณาเขตของเมืองนาคพันธุ์ฯ สมัยพระเจ้าพรหมได้ขยายกว้างออกไปอีกโดยไปสร้างเวียงไชยปราการและครองราชย์อยู่ที่นั่น ในรัชกาลของพระเจ้าชัยศิริเวียงไชยปราการก็ถูกรุกรานโดยกษัตริย์จากเมืองสะเทิม พระเจ้าชัยศิริเห็นว่าสู้ไม่ได้จึงอพยพไปอยู่ที่เวียงกำแพงเพชรสำหรับทางเมืองนาคพันธุ์ฯ ก็ยังคงมีกษัตริย์ปกครองต่อมาอีก จนถึงรัชกาลของพระเจ้ามหาชัยชนะก็เกิดเหตุการณ์อาเพศจนเมืองล่มกลายเป็นหนองน้ำ

เมืองเชียงแสนตั้งแต่สมัยพญามังรายเป็นต้นมาอาจกล่าวได้ว่าเป็นการเริ่มต้นประวัติศาสตร์เมืองเชียงแสนอย่างแท้จริง เพราะพญามังรายเป็นกษัตริย์ที่มีตัวตนจริงในประวัติศาสตร์ เมืองเชียงแสนปัจจุบันสร้างขึ้นโดยพระเจ้าแสนภูณบริเวณเมืองเก่าริมฝั่งแม่น้ำโขงราว พ.ศ. 1871 แต่มีบางท่านเข้าใจว่าเมืองเชียงแสนอาจจะมีอายุเก่ากว่าก็ได้ อาณาเขตของเมืองเชียงแสนเมื่อแรกตั้งทิศเหนือติดต่อกับเมืองเชียงตุงที่เมืองก่ายตัดไปหาบ้านท่าสามท้าว ทิศตะวันออกเฉียงเหนือติดแดนเมืองเชียงตุงที่ดอยหลวงเมืองภูคา ทิศตะวันออกติดแดนหลวงพระบางที่ดอยเชียงคี ทิศตะวันออกเฉียงใต้ติดกับเขตแดนเมืองเชียงของ ทิศใต้ติดกับเมืองเชียงราย บริเวณแม่น้ำตม ทิศตะวันตกเฉียงใต้ดินแดนเมืองฝางที่ดอยกิ่วคอหมา ทิศตะวันตกติดกับเมืองลาดบริเวณดอยผาตาแหลว และทิศตะวันตกเฉียงเหนือติดกับเมืองเชียงตุงบริเวณดอยผาช้าง

หลังจากสร้างเมืองแล้วพระเจ้าแสนภูประทับอยู่ที่เมืองเชียงแสนจนสวรรคตราว พ.ศ. 1877 เมืองเชียงแสนคงเป็นเมืองที่มีความสำคัญในขณะนั้น เพราะกษัตริย์องค์ต่อมาคือพระเจ้าคำฟู ทรงย้ายเชียงใหม่มาประทับที่เชียงแสนโดยตลอดรัชกาล แต่หลังจากสมัยพระเจ้าคำฟูแล้วเมืองเชียงแสนคงลดฐานะลงกลายเป็นเมืองลูกหลานเท่านั้น เพราะพระเจ้าผายูโปรดให้พระเจ้ากือนาราชโอรสมาปกครองเชียงแสนแทน จากนั้นตั้งแต่รัชกาลพระเจ้ากือนาเป็นต้นมา เมืองเชียงแสนถูกลดบทบาทลงไปอีก เพราะพระมหากษัตริย์รัชกาลต่อๆมาโปรดแต่งตั้งเพียงพระราชวงศ์หรือขุนนางที่มีความดีความชอบขึ้นมาปกครองในฐานะเจ้าเมืองแทน ทำให้เมืองเชียงแสนคงอยู่ในฐานะหัวเมืองหนึ่งเท่านั้น อย่างไรก็ตาม แม้ว่าจะลดฐานะเป็นเพียงหัวเมือง แต่ผู้ปกครองเมืองเชียงแสนทุกคน ต่างก็ทำนุบำรุงบ้านเมืองและมีการสร้างวัดวาอารามอยู่เสมอ จนกระทั่งราว พ.ศ. 210 เมืองเชียงแสนก็ตกเป็นเมืองขึ้นของพม่าพร้อมกับเมืองเชียงใหม่ และอีกหลายๆเมืองในล้านนา

ต่อมาราวปี พ.ศ. 2143 ในรัชกาลของสมเด็จพระนเรศวรมหาราช มังนรธาช่อเจ้าเมืองเชียงใหม่ยอมสวามิภักดิ์ต่อกรุงศรีอยุธยา พระนเรศวรโปรดฯ ให้จัดการปกครองเชียงใหม่และให้ออกญารามเดโชไปครองเชียงแสน เมืองเชียงแสนอยู่ภายใต้ขอบขัณฑสีมาของกรุงศรีอยุธยาได้ไม่นาน ก็ต้องยอมอ่อนน้อมต่อพม่าอีกครั้งหนึ่ง จากนั้นพม่าก็แต่งตั้งขุนนางมาปกครองโดยตลอด บางครั้งก็มีกระแสการพยายามจะปลดแอกอำนาจของพม่าของชาวพื้นเมือง เช่น กรณีของเทพสิงห์ และน้อยวิสุทธิ์แห่งลำพูนซึ่งสามารถตีเชียงแสนคืนได้ในราว พ.ศ. 2300 แต่ไม่นานพม่าก็กลับเข้ามาปกครองเชียงแสนได้อีก จนกระทั่งราว พ.ศ. 2347 พระบาทสมเด็จพระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลก โปรดฯ ให้เจ้าฟ้ากรมหลวงเทพหริรักษ์และเจ้าพระยายมราช ยกทัพขึ้นไปสมทบกับทัพจากเวียงจันทน์ น่าน ลำปาง และเชียงใหม่ รวมกำลังกันขับไล่พม่าออกจากเชียงแสนเป็นผลสำเร็จ และกวาดต้อนผู้คนลงไปไว้ตามเมืองทั้งห้า การศึกครั้งนี้เป็นผลให้เมืองเชียงแสนถูกเผาทำลายจนหมดความสำคัญทางด้านยุทธศาสตร์ไปมาก

ในรัชกาลพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ราว พ.ศ. 2413 มีช่าวพม่า ลื้อ เขิน จากเมืองเชียงตุง และชาวไทยใหญ่จากเมืองหมอกใหม่ ได้อพยพเข้าไปตั้งถิ่นฐานในเมืองเชียงแสน เจ้าอุปราชราชวงศ์เมืองเชียงใหม่ จึงมีหนังสือแจ้งไปยังกรุงเทพฯ พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว จึงโปรดฯให้อุปราชเมืองเชียงใหม่ไปแจ้งให้คนเหล่านั้นอยู่ภายใต้การปกครองของเชียงใหม่ ถ้าต้องการอาศัยอยู่ต่อไป แต่ไม่มีผู้ใดปฏิบัติตาม ดังนั้นราว พ.ศ. 2417 จึงโปรดเกล้าฯให้เจ้าอินทรวิชยานนท์ เมืองเชียงใหม่ และโปรดเกล้าฯให้เจ้าอินต๊ะนำราษฎรจากลำพูน ลำปาง และเชียงใหม่ขึ้นไปตั้งถิ่นฐานที่เชียงแสนแทน แล้วยกเจ้าอินต๊ะให้เป็นพระยาราชเดช ดำรงเจ้าเมืองเชียงแสน ปี พ.ศ. 2468 เมืองเชียงแสน หลวงในปี พ.ศ. 2472 ต่อมาถูกยุบฐานะกลับเป็นอำเภอเชียงแสน ภายใต้การปกครองการปกครองของจังหวัดเชียงรายอีกครั้งเมื่อวันที่ 9 เมษายน 2500 จึงถึงปัจจุบัน

ศิลปวัตถุของเมืองเชียงแสนที่มีชื่อเสียงได้แก่ พระพุทธรูปที่ทำจากเนื้อสำริด เป็นทั้งพระเชียงแสนสิงห์หนึ่ง ซึ่งอยู่ในยุคของแสนแซ้วเป็นพระที่มีอายุสูงเลิศล้ำทั้งศิลปะ และพระสกุลเชียงแสนสิงห์ต่างๆ ทั้งพระศิลปะลังกาสุโขทัย ตลอดจนถึงสมัยอยุธยาก็มี ส่วนพระเครื่องนั้นส่วนใหญ่จะเป็นพระเนื้อตะกั่วสนิมแดง และเนื้อตะกั่วแซมไข ส่วนประเภทเนื้อดินนั้นมีน้อย