Найдавніші поселення краю з’явилися у пізньому палеоліті (20 тис. років тому). Майже дві сотні археологічних пам’яток засвідчують, що давні люди жили тут упродовж періоду неоліту, епох бронзи та заліза, скіфо-сарматських часів. Серед них найвідомішим є одне з найбільших у Європі Більське городище скіфського часу (VII—III ст. до н. е.) над Ворсклою. Величезне за площею (понад 40 км2), обнесене земляними валами і ровами, воно поєднує Західне, Східне і Північне Куземинське укріплення. Багаторічні археологічні дослідження виявили залишки великих жител, кількох зольних пагорбів зі значною кількістю уламків кераміки, знарядь праці та некрополь з понад тисячею курганів. Деякі дослідники вважають Більське городище за місто Гелон, згадуване ще Геродотом.

Наприкінці XII ст. у межах краю існувало кілька міст, яким першим довелося на собі випробувати військову міць татаро-монгольських орд хана Батия. Переяславська земля понад сторіччя була васалом Золотої Орди, а з середини XIV ст. приєдналася до Великого князівства Литовського. Після заснування Речі Посполитої (1569) Полтавщина була її далеким і найменш людним східним краєм.

Під час Визвольної війни 1648—1654 pp. Лівобережжя було тилом повстанців, а після приєднання його до Московської держави (1654) русько-польська війна за Придніпров’я тривала ще понад десятиліття. Після Андрусівського перемир’я (1667) і «Вічного миру» (1686), Лівобережна Україна понад три сторіччя входила до складу Російської імперії.

Після ліквідації української автономії на початку 1780-х років і низки адміністративних трансформацій утворилася Полтавська губернія (1802), що існувала до початку 1920-х років. За радянських часів відбулося розукрупнення губерній і поділ України на області. Окраїнні ділянки Полтавщини перерозподілені між сусідніми Київською, Чернігівською і Харківською областями, а також приєднані до новоутворених Сумської та Черкаської.