مهمترین عاملی که در طول تاریخ در شکل گرفتن محل سکونت کنونی مشهد مؤثر بوده است، موقعیت طبیعی حوضه کشف رود و رودخانه اترک می باشد. با در نظر گرفتن این عامل به عنوان امری نسبتاً ثابت برای جذب جمعیت، می توان تأثیر عوامل تاریخی و سیاسی و اجتماعی و مذهبی را در دوره های مختلف بررسی نمود. حوضه رودخانه کشف رود در تمام دوره اسلامی و حتی در دوره پیش از اسلام از مراکز عمده سکونت در خراسان شمالی بوده است.
در دوره اسلامی مهمترین و پرجمعیت ترین سکونتگاه، حوضه کشف رود ولایت توس بوده که مرکز آن شهر تابران بوده است. به مرور زمان از اهمیت شهرهای تابران و نیشابور کاسته و آبادیهای جدیدی به اسامی نوغان و سناباد رشد نمودند.
سناباد در 2 کیلومتری نوقان قرار داشته و کاخ حمیدبن قحطبه طلائی والی خراسان که اکنون عمارت آستانه شهر مقدس مشهد است در میان باغ بزرگی در این دهکده قرار داشته است.
در بهار سال 193هـ ق هنگامی که هارون جهت سرکوب شورشی در سمرقند به نوقان رسید مریض و سپس فوت نمود وی وصیت نموده بود پس از مرگ او را در باغ مجاور محل اقامتش دفن نمایند. مآمون جانشین هارون پس از گذشت چند سالی از خلافتش در اثر طغیانی که علیه وی در عراق پدید آمد به قصد آنکه تمایل شیعیان را به خود جلب کند «حضرت رضا (ع)» را به ولایت عهدی نامزد کرد.
حضرت رضا (ع) پس از یکسال اقامت در مرو عازم بغداد شدند، وقتی به قریه نوقان رسیدند به منزل امیر سناباد وارد و آن حضرت در آنجا مسموم و در سال 202 یا 203 هـ ق پس از سه روز وفات یافته و پیکر مطهرشان در باغ حمیدبن قحطبه در 1/5 کیلومتری قریه سناباد مدفون شد، از همان زمان نقطه مذکور به نام مشهد الرضا و بعد به اختصار مشهد نام گرفت.
عده ای از متخصصین مسایل شهری، مقطع زمانی 1300 یا پایان حکومت قاجاریه و آغاز حکومت رضاخان را شروع تحولات اساسی در روند «شهر نشینی» و «شهرگرایی» در ایران دانسته و بافت فیزیکی ماقبل1300 را بافت تاریخی و گسترش های بعدی را که در فراسوی حصار و دیوارهای قدیمی شهرها اتفاق افتاده «بافت جدید» می دانند که روند شکل گیری آن در طول زمان تغییر کرده است. دخالت در بافت کالبدی آن نیز با کشیده شدن خیابانهای جدید بر بافت تاریخی مثل خیابانهای طبرسی، امام رضا، بهار و غیره آغاز گردید.
علاوه بر دخالتهای فیزیکی فعالیت های دیگری نیز در زمان رضاخان در شهر مشهد انجام گرفت و زمینه رشد فیزیکی شهر را فراهم نمود که مهمترین آنها عبارتند از: تأسیس بیمارستان امام رضا (ع) در سال 1313 تأسیس کارخانه قند آبکوه در سال 1314، تأسیس دانشکده پزشکی در سال 1318و غیره.
خریداری اولین کارخانه برق در سال 1315 و نصب آن در خیابان طبرسی، ورود ماشین به شبکه حمل و نقل درون شهری با 2دستگاه اتوبوس در سال 1318، جایگزینی تدریجی آن به جای درشکه از اقداماتی است که در طی سالهای (1300-1320) در شهر مشهد انجام گرفت و نقش مهمی در رشد فیزیکی شهر داشت. مشهد در اولین سرشماری عمومی کشور که در سال 1318 از چند کشور به عمل آمد دارای 76471 نفر جمعیت بوده است.
تحولات شهر مشهد در دوره محمدرضا پهلوی (1320-1357 ه-ش) مشهد از شهریور 1320 که مصادف با اشتعال ایران توسط نیروهای متفقین به دلیل وجود ناامنی در مناطق روستایی و امنیت مناسب در مشهد به علت وجود پادگانها و مراکز نظامی و نیز خشکسالی های جنوب خراسان بویژه در سال زراعی 1326-27 و تأسیس دانشگاه مشهد در سال 1326 هـ ش پذیرای جمعیت زیادی بود که در رشد جمعیت نقش داشته اند.
به دنبال دگرگونیهای سیاسی، اقلیمی و آموزشی فوق، تحولات تکنیکی به ویژه مجهز شدن شبکه حمل و نقل درون شهری به وسایل نقلیه جدید (افزایش اتوبوسها از 2 دستگاه به 77 دستگاه، ورود تعداد 10 دستگاه تاکسی در سال 1328 که تا سال 1324 به 200 دستگاه افزایش یافت) و از همه مهمتر برقراری ارتباط بین مشهد و تهران از طریق شبکه راه آهن در سال 1336 هـ ش و نیز پرداخت وام به دارندگان زمینهای وقفی توسط بانک رهنی در سال 1336 هـ ش از عواملی بودند که دست به دست یکدیگر داده و جمعیت شهر مشهد را در سال 1335 هـ ش به 241989 نفر رسانده است، بطوریکه رشد سالانه جمعیت در طول 16 سال (1319-1335 هـ ش) به طور متوسط 2% بوده است.
از حدود سال 1335 هـ ش به دلیل تغییرات اساسی در ساخت اقتصادی کشور به ویژه درآمد حاصل از فروش نفت، مستحکم شدن سیاست های تجاری - اقتصادی و فرهنگی، گسستگی نظام ارباب رعیتی به دنبال اجرای اصلاحات ارضی در سا ل 1342 هـ ش، رشد جمعیت نیز دچار تغییر و تحولاتی اساسی گردید به طوری که جمعیت شهر از 241998 نفر در سال 1335 هـ ش به 409616 نفر در سال 1345 رسید که نرخ رشد سالانه ای در حدود 5/4 درصد داشته است.
همچنین وسعت شهر نیز از 16 به 33 کیلومتر مربع یعنی بیش از 2 برابر افزایش یافت. توسعه شبکه حمل و نقل هوایی، تأسیس کارخانجات و توسعه فعالیتهای بهداشتی نیز از جمله مواردی بودند که در توسعه فیزیکی شهر مشهد مؤثر واقع شدند.
مشکلات ناشی از رشد جمعیت، بی توجهی به نحوه استفاده از اراضی، توسعه نامنظم شهر و سایر مشکلات عمومی باعث گردید که تهیه طرح جامع شهر در سال 1346 به مهندسین مشاور ابلاغ گردد. این طرح برای یک دوره 25 ساله (1345-70) در پنج مرحله 5 ساله تنظیم و در سال 1350 به شورای عالی شهرسازی تسلیم و پس از تصویب مراحل اجرایی آن، در سال 1352 به شهرداری ابلاغ گردید.
در طرح جامع سمت توسعه آینده شهر به صورت پیوسته در غرب شهر با توجه به پیش بینی افزایش جمعیت 409616 نفر در سال 1345 به 1465000 در سال 1370 پیش بینی گردید. در این طرح وسعت شهر از 33/4 به 170 کیلومتر مربع افزایش می یافت.
همگام با مراحل تهیه طرح جامع تفضیلی شهر از نظر فیزیکی و جمعیتی به رشد ادامه می داد بطوریکه جمعیت مشهد در سال 1355 به 667770 نفر (با نرخ رشد سالانه بین 1345-55 حدود) افزایش یافت. در طرح جامع، الگوی مداخله در بافت قدیم شهر و به ویژه اطراف حرم مطهر نیز تهیه و نقشه پیشنهادی ارائه گردید ولی به مرحله اجرا در نیامد.
در سال 1354 طرح توسعه حرم اجرا شد که تعداد زیادی از بازارچه ها، مساجد، مدارس قدیمی، واحدهای تجاری و مسکونی تخریب و بازار رضا (ع) نیز به منظور واگذاری به صاحبان مغازه های تخریبی در مشرق میدان آب ساخته شد.
تحولات شهر مشهد بعد از پیروزی انقلاب اسلامی (1357) کشور ایران در دهه 1350 آبستن تحولات سیاسی عظیمی بود که در سال 1375 به پیروزی انقلاب اسلامی و دگرگونی ساختار سیاسی - حکومتی کشور منجر گردید. اثرات انقلاب در ابعاد شهری شامل: تصویب قانونی اراضی موات شهری (1375) تصویب قانون زمین شهری (1358) تصویب قانون زمین شهری (1361) طرح مجدد الگوی نوشهرها (1364) و... بود که بر کیفیت شهرنشینی تاثیر بسزایی داشت.
سال 1375 به دلیل وقوع کودتای مارکسیستی در افغانستان حدود 000/557 نفر از مهاجرین افغانی در خراسان ساکن شدند که از این تعداد حدود 296500 نفر (53/2 %) در شهر مشهد به ویژه در حاشیه قلعه ساختمان و گلشهر سکنی گزیدند.
همچنین در نتیجه وقوع جنگ تحمیلی عراق علیه ایران عده ای از مهاجرین جنگ تحمیلی وارد خراسان و به ویژه شهر مشهد شدند. عوامل فوق به همراه مهاجرتهای روستا - شهری دست به دست هم داده و باعث رشد سریع جمعیت شهر در این دوره گردید به طوری که جمعیت از 667/770 نفر در سال 1355 به 1/462/50 نفر در سال 1365 با نرخ رشدی معادل 8 % در سال افزایش یافت که بالاترین نرخ رشد جمعیت شهری در ایران بوده است. مساحت شهر نیز در این دوره (65-1355) از 78 به 220 کیلومتری با نرخ رشد معادل 11 % در سال، افزایش یافت.
