Cuenca wurde im April 1557 durch den Gouverneur und Generalkapitän von Quito Gil Ramírez Dávalos als „Santa Ana de los Cuatro Ríos de Cuenca“ gegründet. 50 Jahre zuvor gab es blutige Kämpfe der Inka Túpac Yupanqui, die Kañari-Indianer unterworfen. An der Stelle der Kañari-Siedlung Guapondelig wurde nun Tumipampa (Tomebamba) als religiöses und kulturelles Zentrum am Hauptweg von Cusco nach Quito errichtet. 1925 entdeckte der deutsche Archäologe Dr. Max Uhle Grundmauern des Inka-Palastes Pumapunku (Pumapungo) und des Wiraqucha-Tempels. Auf den Grundmauern des Palastes befindet sich heute ein Museum der ecuadorianischen Zentralbank.

Am wichtigsten Platz der Stadt, der Plaza Abdón Calderón, befinden sich die 1557 begonnene alte Kathedrale (La Catedral Vieja) mit der ältesten Orgel Ecuadors und die 1885 begonnene, aber wegen diverser Erdbeben nicht endgültig fertiggestellte neue Kathedrale (La Nueva Catedral), die bis zu 10 000 Gläubigen Platz bietet, ebenso Behörden der Provinz- und Stadtverwaltung in repräsentativen Gebäuden des „republikanischen Stils“ des 19. Jahrhunderts. Die Altstadt wurde 1999 auf die Liste des Weltkulturerbes der UNESCO aufgenommen. Cuenca gilt als das „Athen Ecuadors“. Es besitzt aber seinen eigenen Charme und ist nicht vergleichbar.