A környék már a kőkorszakban is lakott volt, de az első állandó települést a gallok hozták létre, őket követték a rómaiak, majd a bretonok, akiket egy időre kiszorítottak a normannok, és csak a 10. században tudták visszaszerezni. 939-ben telepedett itt meg az első breton herceg, de igazi fénykorát akkor nyerte el, amikor II. Ferenc bretagne-i herceg, Bretagne-i Anna apja itt építtette fel a hercegi kastélyt. Ezt követően Nantes hosszú éveken át Bretagne hercegeinek székvárosa volt, történelmi központja ma is a hercegi vár. Akkor a Loire még a vár alatt folyt, két főága kisebb-nagyobb szigeteket ölelt körül. Mára csupán egy sziget maradt meg, az Île Beaulieu. Mikor azután Bretagne-i Anna francia királyné lett, Nantes-ba gyakran látogattak el a francia trón birtokosai. A legnevezetesebb IV. Henrik király látogatása volt, aki itt tette közzé 1598-ban a vallásháborúkat lezáró és a szabad vallásgyakorlás jogát biztosító híres nantes-i ediktumot.
A város rövidesen Franciaország legnagyobb kikötője lett az Atlanti-óceán partján, hatalmas forgalmat bonyolított le a tengerentúli területekkel. A város kereskedői nagy vagyonokat gyűjtöttek, nem mindig erkölcsös úton: sokan közülük fekete rabszolgákat adtak el az akkor még ritka és drága nádcukorért. A forradalom előtt Nantes már az ország egyik legmódosabb városa volt, emiatt vezetői a királypártiakhoz álltak. A Konvent megbízottja, a hírhedt Jean-Baptiste Carrier a börtönbe zsúfolt rabokat, a forradalom ellenfeleit bárkákra rakta, amelyeket azután elsüllyesztettek.
Nantes ugyan a rabszolga-kereskedelem betiltása után is jelentős kikötő maradt, de gazdasági súlyát csak a 19. század közepétől megindult gyors iparosodással nyerte vissza. A második világháború harcai súlyos károkat okoztak a városban. A háborút követően, a sérült városrészeket korhűen helyreállították.
Château Ducal – II. Ferenc bretagne-i herceg által építtetett vár. A helyén már a 13. században is erődítmény állt, maradványait feltárták, és a belső udvaron állították ki. A nagyjából ötszög alakú, dombra épült várba mindössze egy feljáró vezet, a nyugati oldalon. A széles várárok felett valaha felvonóhíd volt. A várfal minden sarkában kerek tornyok állnak, kivéve az északnyugatit, amely a 19. században felrobbant. A kapubejáratot két torony őrzi, a déli a Tour de le Boulangerie a hercegi palota része, később börtön volt, éppúgy, mint a délebre fekvő Tour des Jacobins (Jakobinusok tornya). A hatalmas belső udvaron áll a Grand Gouvernement, a hercegi palota, amely később Nantes kormányzójának székhelye volt. Ugyancsak itt található egy régi kút, tetején a kovácsoltvas díszítés Bretagne hercegi koronáját mintázza.
Cathédrale Saint-Pierre-et-Saint-Paul – a katedrálist ugyancsak II. Ferenc herceg rendeletére kezdték el építeni 1434-ben. 1971-ben egy tűzvész károsította, de újjáépítették. Bretagne legnagyobb temploma nem a félszigeten szokásos barna terméskőből, hanem fehér tufából épült. A két nagy, 63 méteres bejárati torony dísztelen, annál szebben és gazdagabban díszítették viszont a bejárati kapukat szobrokkal, faragásokkal. Az öthajós katedrális belmagassága 37,5 méter, magasabb mint a Notre-Dame-é Párizsban. Itt látható II. Ferenc és felesége síremléke, amely Bretagne-i Anna rendelésére készült 1502 és 1507 között, ezek eredetileg egy másik templomban voltak elhelyezve, de a forradalom idején a város főépítésze darabokra szedte és elrejtette, 1817-ben állították fel újra, ekkor már a katedrálisban. A fekete márványból készült síremléket az erények, a bűnök, az erő és a jámborság jelképes szobrai veszik körül.
Musée des Beaux-Arts – képzőművészeti múzeum, ahol többek között Rubens művei és Monet vízililiom-sorozatának egyike is látható.
Chapelle de I’Immaculée – a Szeplőtelen fogantatás gótikus kápolnája, II. Ferenc rendeletére épült.
Jardin des Plantes – a város főpályaudvara előtti, csaknem két évszázados park, ahol a város szülöttének, Jules Verne szobra áll.
Plateau Sainte-Croix – a 17. századi templomtorony a város harangtornya, tetején angyalok fújják a harsonát.
Maillé-Brézé – egy hadihajó, 1957-től három évtizeden keresztül szolgált a francia flottában, ma múzeum.