Iako su pronađeni dokazi iz doba neolita, Ilira i Rima, Kiseljak se prvi put spominje 1531. godine u putopisu Slovenca Benedikta Kuripešića. Početkom tog vijeka izvjesni Hadži-Uvejs sagradio je na prostoru današnjeg Kiseljaka džamiju, karavan-saraj (han) i kuću za azape (stražare). O popravku tih zgrada govori jedna bilješka u Sarajevskom sidžilu od 5. jula 1565. godine, kad je pred šerijatski sud istupio upravitelj ovog vakufa, Isabalija sin Ejnehanov te zatražio dozvolu za popravku zgrada.
Kada je riječ o starijem periodu, tragovi iz neolita su pronađeni na prostoru između katoličke crkve i hotela Dalmacija, u Han-Ploči, na Banbrdu i na brdu Rat u Draževicima. Ilirsko naselje bilo je u zaseoku Bijele Vode i Ukučevci. Iz srednjovjekovnog perioda postoje brojni stećci koji su i danas sačuvani. Dio njih se nalazi u glavnom parku u kojem se nalaze i izvori kisele vode.
Do sljedećeg spomena Kiseljaka prošlo je više od stotinu godina. Naime, 1659. godine, turski putopisac Evlija Čelebija opisao je sve pogodnosti koje nude izvori kisele vode te spomenuo da je trgovci "pune i raznose od vilajeta do vilajeta". Već sam spomen hana i trgovine kiselom vodom jasno nam govori da je Kiseljak tranzitno mjesto. Francuzi Maseliere i A. Chaumette des Fosses bili su u ovom gradiću 1806. i 1807. godine i napisali su kako se kisela voda izvozi u Dubrovnik, a da u njega dolaze gosti čak iz Carigrada.
Tri decenije kasnije u Kiseljak dolazi francuski geolog Ami Boue koji je napisao da preko ljeta posjećuje "toliko ljudi da ih tri gostionice ne mogu smjestiti". Prva stručna analiza vode s izvora obavljena je 1864. godine, a organizirano punjenje Sarajevskog kiseljaka u boce veže se za 1891. godinu kada se šalju za Dalmaciju, Štajersku i sve do Bombaja. Već tada je izvezeno 80.000 boca širom Evrope i Kiseljak je postao najpoznatije mjesto.
Župa Kiseljak nastala je 1876. godine odvajanjem od župe Banbrdo. Današnje obrise Kiseljak dobija krajem 19. stoljeća kada je uzidano vrelo te sagrađena zgrada sa kabinama za kupanje (Banja).
Prema popisu stanovništva iz 2013. godine u Kiseljaku žive 20.722 stanovnika. Gradić predstavlja važnu stanicu na raskršću živih puteva Srednjobosanskog kantona i od 2015. godine je na izrađenom dijelu autoceste Koridora 5C.
Kao na većinu općina, rat je ostavio posljedice i na Kiseljak. Prije rata su ovdje postojala državna proizvodna poduzeća Fabrika konfekcije Globus, Fabrika mineralne vode Sarajevski kiseljak, Fabrika Zrak-auto-elektro oprema, preduzeće za proizvodnju svih elektromehaničkih prekidača u automobilskoj industriji, fabrika Tehnoplin i druge. Sada imaju dvije fabrike - Sarajevski kiseljak i Tilea. Ipak, vrlo je razvijen grad u kojem ima dosta privatnih preduzeća i razvoj ekonomije ide uzlaznom putanjom.
Kiseljak je jedan od rijetkih gradova koji se može pohvaliti tradicijom koju je sačuvao do danas. Jedan od primjera su poznate Kiseljačke pogačice po kojima je Kiseljak pored mineralne vode jednako prepoznatljiv.
