Kada je južni deo Dakije postao pokrajina Rimskog carstva, ovde je osnovan glavni grad okruga Dacia Apulensis, a grad je bio poznat kao Apulum. Apulum je bio jedan od najvećih centara rimske Dakije i sedište 12. Gemina Legije. Trđava u Apulumu, površine 37,5 hektara, dimenzija 750 x 500 m2 je najveća u Rumuniji. U 9. veku se grad pominje pod nazivom Belgrad ili Belograd. Alba znači beo i potiče iz vremena kada su Sloveni naselje nazvali Beograd – Beli Grad. Naziv Iulia potiče od imena rimskog kneza Gelu – na latinskom Iulius, koji je vladao područjem Albe Iulije i okoline u 10. veku. Habsburgovci su pokušali da nametnu ime Alba Carolina (Karlsburg) u slavu cara Karla VI. 1918. godine je grad ponovo dobio ime Alba Iulia. Danas se grad Alba Iulia nalazi u blizini Apulona, značajnog političkog, privrednog i društvenog centra Dakije i glavnog grada plemena Apuli. Kao značajan grad, pod nazivom Apula, je današnja Alba Iulia bila predstavljena u dokumentu Tabula Peutingeriana.

Po osnivanju katolične biskupije u Transilvaniji, nakon što je mađarski kralj Stefan I primio katoličanstvo, izgrađena je u 11. veku prva katedrala. Današnja katolička katedrala je sagrađenja u 12. ili 13. veku. Pod nazivom Gyulafehérvár, Alba Iulia postaje glavni grad Kneževine Transilvanije 1541. godine i čuva taj status do 1690. godine. Tokom vladavine princa Gabrijela Bethlena grad doživljava svoj uspon u kulturnoj istoriji, kada je osnovana akademija. Ostali ključni događaji u istoriji grada Alba Iulije su bili osnivanje Bathaneum Biblioteke u 18. veku i dolazak železnice u 19. veku. 

Vlaški vojvoda Mihajlo Hrabri je osvojio Alba Iuliju novembra 1599. godine, posle pobede u Bitci kod Selimbara, kada je postao vojvoda Transilvanije. Ujedinjenjem tri kneževine je 1600. godine uspostavio vlast u Moldaviji, sve do ubistva 1601. godine koje su počinile sluge Dorđa Baste. Ovo je bilo prvo ujedinjenje tri kneževine naseljene Rumunima - Vlaške, Moldavske i Transilvanije, koje je trajalo oko 1,5 godine. Hiljade Rumuna i predstavnika transilvanijskih sasa i drugih manjina Transilavnije se okupilo 1. decembra 1918. godine u Alba Iuliji, da bi čulo objavu ujedinjenja Transilvanije sa Kraljevinom Rumunijom, što se danas, u postkomunističkoj Rumuniji proslavlja kao nacionalni praznik. Kralj Ferdinand je 1922. godine simbolički krunisan za kralja Rumunije u Alba Iuliji, po ugledu na Mihajla Hrabrog.

Najpoznatiji istorijski deo Alba Iulije je gornji grad, koji se brzo razvio tokom vladavine Karla VI Svetog Rimskog carstva, u čiju čast su Habsburgovci nazvali grad Karlsburg. Trvđavu na gornjem gradu sa sedam kula u zvezdastom obliku je sagradio u periodu između 1716. i 1735. godine Đovani Morando Viskonti, po ugledu na sistem gradnje grofa Vobana - najsnažniji i najmonumentalniji način gradnje u jugoistočnoj Evropi. U okviru zidina utvđenja se nalaze rimsko-katolička crkva, Bathjaneum Biblioteka, Rimo-katolička biskupija, Pravoslavna crkva, Nacionalni Muzej ujedinjenja - Zgrada Vavilona, Sala Union, Apor Palata, Kneževa palata i Univerzitet Alba Iulije.