В Средние века — приграничный город. Первоначально Быдгощ был рыбацким поселением под названием Bydgozcya («Bydgostia» на латыни), город стал цитаделью для торговых маршрутов по Висле. Город был занят Рыцарями Тевтонского ордена в 1331—1337 гг., и позже Королем Казимиром III Польским, который предоставил городу муниципальные права 19 апреля 1346 года. После этого в город начался приток евреев. В 15-х — 16-х столетиях Быдгощ был существенным местом торговли зерна. В XVI веке, благодаря торговле зерном и солью, город становится одним из крупнейших в Польше. Соглашение у Быдгоща было подписано в 1657 году. В 1773 году началось строительство Быдгощского канала, связывающего реки Брда и Нотець. С 1815 года был частью Великого княжества Познаньского. В XIX веке строится железная дорога, соединившая Быдгощ с Пилой, Гданьском, Торунем и Иновроцлавом. Значительную часть своей истории Быдгощ находился под немецким господством. Во время Второй мировой войны находился в Гданьской провинции Западной Пруссии. После освобождения Быдгощ стал столицей Поморского, а позднее Быдгощского воеводства Польши. В 1973 году в состав города вошёл близлежащий город Фордон.

Город является столицей Куявско-Поморского Воеводства с 1999 года, и был ранее столицей Быдгощского Воеводства (1947—1998 гг.).