Hanojaus istorija prasidėjo trečiajame amžiuje prieš mūsų erą, kai dalis šiuolaikinio miesto tarnavo kaip istorinės vietnamiečių šalies Âu Lạc sostinė. Po Ау Lạc žlugimo miestas tapo Han Kinijos dalimi. 1010 m. vietnamiečių imperatorius Lý Thái Tổ įkūrė imperinės vietnamiečių tautos Đại Việt sostinę šiuolaikiniame Hanojaus centre, pavadinęs miestą Thăng Long (iš tikrųjų "Aukštinantis drakonas"). Thăng Longas išliko politiniu Đại Vietnamo centru iki 1802 m., kai Nguyễn dinastija, paskutinė imperinė Vietnamo dinastija, perkelė sostinę į Huế. 1831 m. miestas buvo pervadintas į Hanojų ir 1902-1945 m. buvo Prancūzijos Indokinijos sostinė. 1946 m. sausio 6 d. Vietnamo Demokratinės Respublikos Nacionalinė Asamblėja paskirė Hanojų naujai nepriklausomos šalies sostine.
, kuris truko per Pirmąjį Indokinijos karą (1946-1954 m.) ir Vietnamo karą (1955-1975 m.). Nuo 1976 m. Hanojus yra Vietnamo Socialistinės Respublikos sostinė.