早在石器时代以前,西伯利亚已经有人居住。当时西伯利亚的气候比现在温和得多,而且当时的水位比较低。现时的白令海峡,当年有一条陆桥连接西伯利亚和阿拉斯加。现时美洲原住民的大多数人口都是透过这条陆桥从西伯利亚来到美洲的。西伯利亚亦是古代不少强悍民族的摇篮。匈奴、鲜卑、突厥、契丹、蒙古及女真等等各种民族都是从西伯利亚崛起的。东斯拉夫人前往西伯利亚旅行可追溯至11,12世纪,当时诺夫哥罗德人与西伯利亚猎人建立贸易关系。最远到达叶尼塞河,这是基辅罗斯历史书往年记事说的。至于西伯利亚的现代发展始于16世纪后期。最初从西边入侵西伯利亚的不是俄国正规军,而是斯特罗加诺夫家族雇佣军。1558年,因为乌拉尔山脉以西的毛皮日渐减少,沙皇伊凡雷帝授权斯特罗加诺夫家族率哥萨克在乌拉尔山脉以东开发商栈,攫取当地丰富的毛皮资源。1572年,在西伯利亚中部的半游牧国家西伯利亚汗国拒绝用毛皮向俄国朝贡,这成了俄国进攻西伯利亚的借口。还有一种说法是这次征服的起因是当地俄罗斯的居民点经常受到原住民的骚扰。哥萨克头目叶玛克(Yermak Timofevitch) 在1578年 (明万历六年)10月开始东侵。几年内,叶玛克等征服了库臣汗国,平定西部西伯利亚。其后叶玛克在进攻西伯利亚汗国时阵亡,西伯利亚汗国则于1598年灭亡。之后俄国人继续东进,1636年(明崇祯九年)到达鄂霍次克海,征服了西伯利亚全境。这个地区成为了俄国人的殖民地。当俄国的势力接近清朝的中国时,便发生了军事冲突。1652年(清顺治九年),俄人东入黑龙江,“驻防宁古塔章京海色率所部击之,战于乌扎拉村”。这是中俄之间第一场战斗。1657年,沙俄派正规军在尼布楚河与石勒喀河合流处建立了雅克萨城与尼布楚城。之后中俄之间发生多次外交和军事上的冲突。1685年,清康熙帝在平定“三藩之乱”后,派将军彭春5月22日从瑷珲起兵五千人,5月25日攻入雅克萨。之后清军撤军而俄军卷土重来。1686年清军再攻雅克萨。1689年9月7日尼布楚条约正式签字。中国放弃贝加尔湖以东,额尔古纳河以西的土地。1917年俄国发生十月革命之后,白军在西伯利亚独立,成立远东共和国。 然而随着布尔什维克势力日增,俄国远东共和国在1922年改组成为远东苏维埃共和国,并于同年被苏联合并。1943年,唐努乌梁海被并入苏联,成为图瓦共和国。西伯利亚由于其荒凉,历史一直是沙俄和苏联政权流放罪犯(特别是思想犯)的地方。在20世纪,特别是第二次世界大战之后,不少非洲和亚洲的殖民地都接连不断独立。不过,由于西伯利亚的原住民族无意建立自己民族的独立国家,有关浪潮并未对他们构成影响。
西伯利亚的人口密度只有每平方公里3人。当地的居民大多数都是俄罗斯族及俄化了的乌克兰人。俄罗斯族源自数千年前东欧的斯拉夫人。西伯利亚最早的居民是蒙古人和突厥人的部落族群,如布里亚特人, 图瓦人, 和雅库特人。他们的后裔现在仍然生活在那里。其他少数民族包括: 通古斯人, 楚科奇族, 科里亚克族, 尤卡吉尔人。参见俄罗斯北方原住民。
大约70%的西伯利亚人都是住在城市的,住在小型的单位。而大多数住在郊外地区的人,生活较为简单,并居住在大型的木屋。新西伯利亚是西伯利亚最大的城市,人口达150万人。托博尔斯克、托木斯克、伊尔库茨克及鄂木斯克是较旧的城市。