Der ursprüngliche slawische Ort wird 1209 erstmals urkundlich erwähnt. Im Jahr 1225 wird für Greiz erstmals eine Burganlage und eine Kirche erwähnt.
Bei der Teilung vom Vogtland 1237 erhielt Heinrich V., der jüngste Weidaer Vogt, das Gebiet um Greiz-Werdau-Reichenbach. Er nannte sich Vogt von Greiz.
1240 fiel sein Besitz an Heinrich I. von Plauen. Bei der Teilung des Plauener Gebietes übernahm Heinrich II. Reuß von Plauen die Herrschaft Greiz. Damit wurde die Familienlinie der Reußen gegründet. Hierzu gehörten die Gebiete von Greiz als Residenz, Werdau, Reichenbach, Mylau, Ronneburg und Schmölln.
In dem von den Wettinern erstellten Erbteilungsvertrag von 1354/1355 beendete sie den Bruderzwist der Reußen und daraus entstanden die Fürstentümer Hinter- und Vordergreiz. Die Stadt Greiz wird erstmals 1359 genannt. Im Jahr 1533 begann die Reformation in Greiz.
Nach der Schlacht von Mühlberg verloren die Reußen als Parteigänger vom Kurfürsten bis 1562 die Besitzungen im Vogtland.
Im Jahr 1564 teilten die Reußen die Gebiete in:
- Untergreiz mit Heinrich XIV.
- Obergreiz mit Heinrich XV.
- Gera mit Heinrich XVI.
Der große Stadtbrand 1802 zerstörte die Stadt fast vollständig, 430 Gebäude verbrannten. Mit der Industrialisierung im 19. Jh. wuchs die Stadt. Es entstanden zahlreicher Woll- und Seidenwebereien mit einer hochwertigen Kostüm-, Kleider- und Anzugstoffproduktion aus Kammgarn und Seide. 1865 erfolgte der Eisenbahnanschluss. Die Genehmigung den Schlossberg zu untertunneln. ließen sich die Fürsten „vergolden“.
1902 gab es erneut einen Stadtbrand, danach entstanden die repräsentativen Jugendstilhäuser. Seit 1920 gehört Greiz zum Freistaat Thüringen und ist Zentrum des gleichnamigen Landkreises.
Am 17. April 1945 besetzte die US Armee die Stadt und übergab sie am 1. Juli der Sowjetarmee.
Zu DDR-Zeiten entstand durch Verstaatlichung und Konzentration der Textilbetriebe der VEB Greika. Zu Hochzeiten arbeiteten bis zu 3.500 Menschen in dem Großbetrieb. Es entwickelte sich auch der Webstuhlbau und die chemische Zulieferindustrie.
Ab 1952 gehörte Greiz und der Landkreis zum Bezirk Gera. 2009 beging die Stadt das 800 Jahresjubileum der Ortsbenennung.
2013 traf das Juni Hochwasser die Stadt stark.
