Возникновение города Болгара как административного центра государства Волжская Булгария, по данным археологических источников, можно отнести к началу X века. Начало истории города тесно связано с именем болгарского хана Алмуша (Алмаза), в первой четверти X века боровшегося за геополитическое господство Волжской Булгарии в Волжско-Каспийском регионе. В зависимости от нее на тот момент находились некоторые финно-угорские племена (мари и удмурты), а также тюркские биляры. Однако хан Алмуш стремился сам не платить дань расположившемуся юго-восточнее государству Хазарский каганат. По некоторым данным, именно стремление Алмуша к признанию независимости Волжской Булгарии заставило его принять ислам. В 922 году хан пригласил в Болгар посольство из Багдада и официально объявил мусульманство государственной религией Волжской Булгарии. Болгарские мусульмане были отмечены и в знаменитом сюжете о выборе князем Владимиром Красное Солнышко веры для Киевской Руси. Именно посольство из Болгара в 986 году убеждало князя принять ислам.
На X век пришелся и первый период расцвета города. Болгар стал важным торговым центром на территории Евразии и единственным связующим звеном в экономических связях между арабским Востоком и Древней Русью. Болгар посещали купцы из Византии, Китая, Ирана и Европы и многочисленные исламские и христианские ученые. А местные философы, такие как Хамид аль-Булгари, были известны далеко за пределами страны.
Проведя последующие два столетия в раздорах с Русью, в XIII веке Волжская Булгария одной из первых европейских держав оказала сопротивление наступающим монгольским войскам. Однако уже в 1236 году монголам удается покорить государство и хан Батый основывает в Болгаре свою ставку. На протяжении последующего столетия Болгар переживает второй период экономического расцвета уже как один из центров Золотой Орды. В это время возводится комплекс построек (Соборная мечеть, Черная и Белая палаты, Восточный и Северный мавзолеи), который до сих пор является единственным на территории России примером раннезолотоордынской архитектуры.