西湖龍井茶歷史悠久，最早可追溯到中國唐代，當時著名的茶圣陸羽，在所撰寫的世界上第一部茶葉專著《茶經》中，就有杭州天竺、靈隱二寺產茶的記載。西湖龍井茶之名始于宋，聞于元，揚于明，盛于清。在這一千多年的歷史演變過程，西湖龍井茶從無名到有名，從老百姓飯后的家常飲品到帝王將相的貢品，從中華民族的名茶到走向世界的名品，開始了它的輝煌時期。
早在北宋時期，龍井茶區已初步形成規模，當時靈隱下天竺香林洞的“香林茶”，上天竺白云峰產的“白云茶”和葛嶺寶云山產的“寶云茶”已列為貢品。北宋高僧辯才法師歸隱故地，也是當年與蘇東坡等文豪在龍井獅峰山腳下壽圣寺品茗吟詩之處，蘇東坡有“白云峰下兩旗新，膩綠長鮮谷雨春”之句贊美龍井茶，并手書“老龍井”等匾額，至今尚存壽圣寺胡公廟、十八棵御茶園中獅峰山腳的懸巖上。
南宋，杭州成了國都，茶葉生產也有了進一步的發展。
元代，龍井茶的品質得到進一步提升。龍井附近所產之茶開始露面，有愛茶人虞伯生始作《游龍井》飲茶詩，詩中曰：“徘徊龍井上，云氣起晴畫。澄公愛客至，取水挹幽竇。坐我詹卜中，余香不聞嗅。但見瓢中清，翠影落碧岫。烹煎黃金芽，不取谷雨后，同來二三子，三咽不忍漱。”可見當時僧人居士看中龍井一帶風光幽靜，又有好泉好茶，故結伴前來飲茶賞景。
明代，西湖龍井茶開始嶄露頭角，名聲逐漸遠播，開始走出寺院，為平常百姓所飲用。明嘉靖年間的《浙江匾志》記載：“杭郡諸茶，總不及龍井之產，而雨前細芽，取其一旗一槍，尤為珍品，所產不多，宜其矜貴也。”明萬歷年的《杭州府志》有“老龍井，其地產茶，為兩山絕品”之說。萬歷年《錢塘縣志》又記載“茶出龍井者，作豆花香，色清味甘，與他山異。”此時的西湖龍井茶被列為中國之名茶。明代黃一正收錄的名茶錄及江南才子徐文長輯錄的全國名茶中，都有西湖龍井茶。
清代學者郝壹恣行考：“茶之名者，有浙之龍井，江南之芥片，閩之武夷云。”乾隆皇帝六次下江南，四次來到西湖龍井茶區觀看茶葉采制，品茶賦詩。胡公廟前的十八棵茶樹還被封為“御茶”。從此，西湖龍井茶馳名中外，問茶者絡繹不絕。近人徐珂稱：“各省所產之綠茶，鮮有作深碧色者，唯吾杭之龍井，色深碧。
茶之他處皆蜷曲而圓，唯杭之龍井扁且直。”在清代，相傳，乾隆皇帝巡視杭州時，曾在龍井茶區的天竺作詩一首，詩名為《觀采茶作歌》。西湖龍井茶向以“獅（峰）、龍（井）、云（棲）、虎（跑）、梅（家塢）”排列品第，以西湖龍井茶為最。龍井茶外形挺直削尖、扁平俊秀、光滑勻齊、色澤綠中顯黃。沖泡后，香氣清高持久，香馥若蘭；湯色杏綠，清澈明亮，葉底嫩綠，勻齊成朵，芽芽直立，栩栩如生。品飲茶湯，沁人心脾，齒間流芳，回味無窮。
民國期間，著名的西湖龍井茶成為中國名茶之首。
新中國成立后，國家積極扶持龍井茶的發展，龍井茶被列為國家外交禮品茶。茶區人民在政府的關懷下，改舊式柴鍋為電鍋，選育新的龍井茶優良品種，推廣先進栽培采制技術，建立龍井茶分級質量標準，使龍井茶生產走上了科學規范的發展道路。
2011年6月28日“西湖龍井”國家地理標志證明商標終于注冊成功。2014年4月3日，2014年西湖龍井明前茶拍賣會在杭州舉行。
從2014年開始，杭州市西湖龍井茶管理協會將對全國各地的西湖龍井茶專賣店實行授牌許可。
