Die Geschichte des Regierungsbezirks Köln geht bis auf das Jahr 1816 zurück. Bis dahin wurden staatliche Aufgaben von sogenannten Amts- und Domänenkammern (eingerichtet von Joachim I. Kurfürst von Brandenburg 1499-1535) und Kriegskommissaren (eingerichtet von Friedrich Wilhelm von Brandenburg 1640-1688) wahrgenommen. Im Jahr 1808 erfolgte eine Trennung von Verwaltung und Justiz und es wurden sogenannte Regierungen geschaffen. 'Die königliche Regierung zu Köln' entstand am 16. April 1816, als Friedrich Wilhelm III nach dem Wiener Kongress das Königreich Preußen in 10 Provinzen und insgesamt 25 Regierungsbezirke einteilte.

Nach Auflösung des Regierungsbezirks Aachen 1972 wurde der Regierungsbezirk Köln entsprechend vergrößert. Heute besteht er aus acht Kreisen mit insgesamt 95 kreisangehörigen Gemeinden und vier kreisfreien Städten. Der Regierungsbezirk Köln bildet zusammen mit dem Regierungsbezirk Düsseldorf den rheinischen Teil Nordrhein-Westfalens und zugleich dessen süd-westlichen Grenzbereich. Er grenzt an die Niederlande und Belgien sowie an Rheinland-Pfalz und die Regierungsbezirke Arnsberg und Düsseldorf.

Die zentrale großräumige Lage des Regierungsbezirks in Europa, die erhebliche Entwicklungsdynamik des Raumes und die Stellung der Oberzentren Aachen, Bonn und Köln sowie ihres Umlandes als Teil der europäischen Metropolregion zeichnen ihn als günstigen Standort im europäischen Wettbewerb aus. Den Kern des Bezirks bildet die vom Rhein durchflossene Kölner Bucht, ein Teil der Niederrheinischen Tieflandsbucht. Auf der westlichen und der östlichen Seite wird sie von den Höhen des Rheinischen Schiefergebirges flankiert; zwei dieser Flanken, das südliche Bergische Land und die Nordeifel, sind Teile des Regierungsbezirks. Der Regierungsbezirk erstreckt sich in West-Ost-Richtung auf eine Länge von 135 km und in Nord-Süd-Richtung auf 122 km. Mit einer Fläche von 7.365 km² ist er nach Arnsberg der zweitgrößte Regierungsbezirk Nordrhein-Westfalens.

Auch hinsichtlich der Einwohnerzahl ist der Regierungsbezirk Köln mit 4,41 Millionen Einwohnern (31.12.2011) nach Düsseldorf der zweitgrößte in Nordrhein-Westfalen und auch in ganz Deutschland. Die Einwohnerdichte liegt mit 599 Einwohner je km² (31.12.2011) erheblich über dem Bundesdurchschnitt von 229 (31.12.2011) und über dem von Nordrhein-Westfalen mit 523 Einwohner je km² (31.12.2011). Die Besiedlung konzentriert sich schwerpunktmäßig auf das Städteband längs des Rheins, den südlichen Teil der Rheinschiene. Hier liegen drei der großen kreisfreien Städte des Bezirks, nämlich Köln, Leverkusen und Bonn. Die westlichste Großstadt ist Aachen, der Mittelpunkt einer zweiten - kleineren - Städteballung im Dreiländereck, die in den Agglomerationen um Maastricht und Lüttich ihre europäischen Partner findet. Die vier kreisfreien Städte im Regierungsbezirk Köln (Aachen, Bonn, Köln, Leverkusen) haben mit zusammen 1.766.717 Einwohnern (31.12.2011) einen Anteil von ca. 40 % an den Einwohnern des Regierungsbezirks und von gut 9,9 % am Landeswert. Die Stadt Köln ist dabei mit 1.017.155 Einwohnern die mit Abstand größte Stadt in Nordrhein-Westfalen.