Через Ладожское озеро из Скандинавии через Восточную Европу в Византию с IX века проходил водный путь «Из варяг в греки». В VIII веке на реке Волхов неподалёку от впадения в Ладожское озеро был основан город Ладога, не позднее XII века на северо-восточном берегу возник город Корела, в 1323 году у истоков Невы крепость Орешек. В конце XIV века на Валаамских островах возник Валаамский монастырь, а на острове Коневец Коневский Рождество-Богородичный мужской монастырь.
В результате поражения в войне со Швецией по Столбовскому миру 1617 года северное, западное и южное побережье Ладожского озера вошло в состав Шведской Ингерманландии. Русская крепость Орешек была переименована в Нотебург (Ореховый город), а крепость Корелы в Кексгольм. На северном берегу озера в 1632 году шведами было основано городское поселение Сордвалла. На начальном этапе Северной войны 1700-1721 годов Ладожское озеро и его побережье стали аренами военных действий. В 1702 году состоялось сражение кораблей в районе Кексгольма. 11 октября 1702 года штурмом была взята крепость Нотебург у истоков Невы. Петром I она была переименована в Шлиссельбург (Ключ-город). По распоряжению царя Петра I в 1704 году на южном побережье Ладожского озера основан город Новая Ладога. В 1705 году российские войска перешли по льду озеро и на три дня заняли город Сордвалла. В 1710 году штурмом был взят город Кексгольм. По Ништадтскому мирному договору 1721 года побережье Ладожского озера стало полностью российским. Для упрощения судоходства вдоль южного берега озера в 1718-1731 годах от Невы до Волхова построен Староладожский канал. Взамен обмелевшего канала в 1861-1866 годах построили Новоладожский канал.
С 1939 по 1944 годы в Ладожском озере действовала Ладожская военная флотилия в составе Балтийского флота. Во время Великой Отечественной войны в 1941-1944 годах большая часть побережья Ладожского озера была оккупирована германскими и финскими войсками. В юго-западной части озера с сентября 1941 года по март 1943 года действовала Дорога жизни, связывавшая находящийся в блокаде город Ленинград с остальной территорией страны. Дорога организована в сентябре 1941 года от порта Осиновец по Ладожскому озеру: в навигацию водным транспортом на Кобону (35 км) и Новую Ладогу (135 км), в ледостав автомобильным транспортом на Кобону. За это время по Дороге жизни было доставлено 1,6 миллиона тонн грузов и эвакуировано на Большую землю около 1376 тысяч человек.
Котловина Ладожского озера ледниково-тектонического происхождения. В палеозое 300-400 миллионов лет назад вся территория современного бассейна Ладожского озера была покрыта морем. Осадочные отложения того времени: песчаники, пески, глины и известняки покрывают мощной толщей (свыше 200м) кристаллический фундамент, состоящий из гранитов, гнейсов и диабазов.
Современный рельеф образовался в результате деятельности ледникового покрова (последнее, Валдайское оледенение закончилось около 12 тысяч лет назад). Основным фактором были: изменение уровня мирового океана, вода ледника и его вес, начался (и продолжается) подъём суши. После отступания ледника примерно 12 600 лет назад образовалось пресное Балтийское ледниковое озеро с уровнем 25метров выше океана. Около 10-9,6 тыс. лет назад воды озера прорвались в районе центральной Швеции, и образовалось Иольдиевое море, уровень которого был на 7-9м выше современного уровня Балтийского моря.