Hannóí á sögu sína allt aftur til þriðju aldar f.Kr., þegar hluti af nútímaborginni var höfuðborg sögufræga Víetnamska þjóðarinnar Âu Lạc. Eftir hrun Âu Lạc var borgin hluti af Han Kína. Árið 1010 stofnaði Lý Thái Tổ keisari höfuðborg keisaraveldisins Đại Việt í nútíma miðbæ Hanoi og nefndi borgina Thăng Long (bókstaflega "Að stíga drekinn"). Thăng Long var stjórnmálasetur Đại Việt til 1802, þegar Nguyễn-ættin, síðasta keisaraættin í Víetnam, flutti höfuðborgina til Huế. Borgin fékk nafnið Hanoi árið 1831 og var höfuðborg Indókína frá 1902 til 1945. Þann 6. janúar 1946 tilnefndi þjóðþing Lýðræðisríkis Víetnam Hanoi sem höfuðborg nýs sjálfstæðisríkisins.
, sem stóð yfir í fyrri Indókína-stríðinu (1946-1954) og Víetnamstríðinu (1955-1975). Hannóí hefur verið höfuðborg Sósíalista lýðveldisins Víetnam frá árinu 1976.