Historia Obszar dzisiejszego miasta był przed hiszpańskim podbojem związany z ośrodkiem ludu Cañari, Guapondelig, a następnie z inkaskim Tomebambą, ważnym centrum administracyjnym w północnej części państwa Inków. Hiszpańskie miasto zostało założone 12 kwietnia 1557 roku przez Gila Ramíreza Dávalosa z polecenia wicekróla Peru Andrésa Hurtada de Mendozy. Nazwa upamiętnia hiszpańską Cuencę, rodzinne miasto wicekróla.
W następnych stuleciach Cuenca rozwijała się jako regionalny ośrodek administracyjny, handlowy i rzemieślniczy. W XIX wieku stała się także ważnym ośrodkiem regionalnego życia politycznego i gospodarczego, a 3 listopada 1820 roku ogłoszono tam niezależność od Hiszpanii, zanim obszar ten został ostatecznie włączony do niepodległego Ekwadoru. Zachowany układ ulic oraz duża liczba budowli z epoki kolonialnej i republikańskiej sprawiły, że w 1999 roku historyczne centrum miasta wpisano na listę światowego dziedzictwa UNESCO.