Основан как крепость в 1737 году при участии русского государственного деятеля В.Н. Татищева под названием Ставрополь (в переводе с греческого языка - «город креста»). Сюда русское правительство планировало поселить калмыков и приучить их к оседлой жизни. Город состоял из укрепления и двух слобод, в одной из которых жили 2 роты солдат пехотного полка и казаки, в другой - купцы и мещане; числилось 500 домов, имелись 3 церкви. Первоначально Ставрополь относился к Оренбургской губернии, с 1780 года уездный город Симбирского наместничества, с 1850 года в составе Самарской губернии. В 1842 году калмыки были переведены в Оренбургскую губернию, а на их место прибыли переселенцы из Рязанской губернии, Смоленской губернии и Тульской губернии.
В конце XIX века в Ставрополе проживало около 6 000 человек. Имелись 3 церкви, были открыты земская больница, городское 2-классное училище, женское и 2 приходских училища, 2 гостиницы, 6 фабрик и заводов, насчитывалось свыше 70 магазинов и лавок, 59 хлебных амбаров на пристани, водяная и 4 ветряные мельницы, казённый винный склад. Главным занятием жителей было земледелие (хлебопашество, выращивание лука и картофеля). Долгое время Ставрополь был городом с числом жителей менее 10 000, промышленных предприятий практически не было; в 1924 году был город преобразован в село. В 1946 году вновь получил статус городом.
С городом связаны имена народоволки С.Л. Перовской, работавших здесь художников И.Е. Репина, Ф.А. Васильева, писателей А.С. Неверова (Скобелева), А.Н. Толстого.
При строительстве Куйбышевской гидроэлектростанции (с 1950 года) Ставрополь попал в зону затопления будущего водохранилища и в 1954-1955 годах был перенесён на возвышенное место, окаймлённое лесным массивом, протянувшимся вдоль водохранилища. Начался быстрый рост города; в 10 километрах к востоку от старого города был построен рабочий посёлок Комсомольский, в 4 километрах к юго-западу от него - посёлок Шлюзовой, ставшие частью нового Ставрополя. В 1957 году завершено строительство Волжской гидроэлектростанции имени В.И. Ленина, возведён завод «Волгацеммаш», электротехнический завод, завод синтетического каучука. В 1964 году город переименован в Тольятти - в честь итальянского коммуниста П. Тольятти. По принятому в 1966 году решению в Тольятти в 1967-1971 годах были построены Волжский автозавод (с 1971 года головное предприятие Производственного объединения «АвтоВАЗ») и город для рабочих и строителей ВАЗа (в 10 километрах к востоку от Тольятти).
Современный Тольятти - это крупнейший в России центр производства легковых автомобилей. Особо развито машиностроение и металлообработка (Производственное объединение «АвтоВАЗ», «Трансформатор»; завод «Волгоцеммаш», судоремонтно-механический завод, электротехнический завод и другие предприятия), химическая промышленность (Производственное объединение «Куйбышевазот», Производственное объединение «Куйбышевфосфор», Производственное объединение «Синтезкаучук», Производственное объединение «Тольяттиазот», Производственное объединение «Трансаммиак»). В городе берёт начало аммиакопровод Тольятти - Одесса. Действуют предприятия лёгкой промышленности (обувная фабрика, трикотажная фабрика) и пищевой промышленности, развито производство строительных материалов, действует полиграфическое предприятие «Современник». Работает Политехнический институт, филиал Государственной академии сферы быта и услуг и филиал Самарского педагогического института. В Тольятти действует Всероссийский НИИцеммаш, Всероссийский научно-исследовательский институт нерудных материалов, институт экологии Волжского бассейна. Работает драматический театр, театр кукол, краеведческий музей.
Во 2-й половины 1950-х годов сформировался Центральный район города с площадью Свободы, по периметру обстроенной административными зданиями. С 1967 года город застраивался по новому генеральному плану (архитектор Б.Р. Рубаненко). К северо-западу от Центрального района простирается Автозаводской район, расположенный вдоль Куйбышевского водохранилища и параллельно Волжскому автозаводу. В основе планировочного решения Тольятти - прямоугольная сетка транспортных магистралей: проложенные параллельно водохранилищу и промышленным предприятиям, они объединяют жилые районы между собой и центром города; перпендикулярные - связывают зону отдыха с жилыми районами и заводом. Межмагистральная территория делится на районы, рассчитанные на 25 000 - 30 000 жителей (каждый включает школы, детские сады, спортивные площадки). На главной оси города север - юг формируется общегородской центр с высотной гостиницей, комплексом общежитий, главной площадью с гостевыми трибунами. На берегу водохранилища разбит городской парк с набережной, спортивными сооружениями и пляжной зоной.
Население: 6 000 (1926), 72 000 (1959), 251 000 (1970), 502 000 (1979), 665 700 (1992).