העיר הוקמה במאה ה-12 על ידי הדוכס קונראד לבית צרינגן, כאזור סחר חופשי. מיקומה של העיר נבחר כצומת דרכים מרכזי שהיהנתיב סחר חשוב בימים ההם, וקישר ביןהים הצפוני לים התיכון, ובין נהרות הריין והדנובה. בשנת1368 רכשה העיר את חירותה מרוזן מקומי, ובית הבסבורג פרש את חסותו עליה - תוך שמירה על רמה גבוהה יחסית שלחירות.
ב-1520 בוצעה רפורמה משפטית מרחיקת לכת בעיר, הידועה כממושכת ועוצמתית במיוחד באותה התקופה. הרפורמה התקבלה יפה, וידעה לשלב ביןהמשפט הרומי העתיק לבין המסורת העירונית. בסופו של דבר הרפורמה הצליחה, במיוחד בכל הנוגע בענישה, במשפט אזרחי ובחוקת העיר. באותה שנה החליטו תושבי העיר שלא להצטרף לרפורמציה הפרוטסטנטית שלמרטין לותר שתפסה תאוצה באותה התקופה בגרמניה. הסירוב להצטרף לרפורמטור גרם להפיכתה של העיר פרייבורג למרכזקתולי חשוב באזור.
ב-1536, בעקבות אמונה הולכת וגוברת בכשפים ומכשפות, התרחש בעירציד מכשפות לראשונה בהיסטוריה שלה. מצודים כאלה נערכו בעיר לאורך כלהמאה ה-16, בניסיון להסביר אסונות כבדים שפקדו אותה כגוןהמוות השחור ב-1564. עד היום קיימים סימני שרפה על חומות העיר העתיקה של פרייבורג המסמנים את מקום שריפתן של הנשים שהואשמו בכישוף.
שלוש מאות השנים הבאות היו מלאות תהפוכות בפרייבורג. לסירוגין, הייתה העיר תחת שליטהאוסטרית,צרפתית,ספרדית,שוודית ותחת שליטה של מספר מדינות חברות בקונפדרציה הגרמנית. מ-1648 עד1805 הייתה העיר תחת שליטה אוסטרית שלבית הבסבורג כאשר לא נשלטה בידי הצרפתים. ב-1805 הפכה העיר, יחד עם כמה מחוזות נוספים בסביבתה, לחלק מדוכסות באדן.
ב-22 באוקטובר1940 נשלחו כ-360יהודים תושבי העיר למחנה העבודה גירס (Gurs) שבדרום צרפת. לאחר כשנתיים של עבודות פרך, נשלחו השורדים אל מותם במחנה ההשמדהאושוויץ ב-18 ביולי1942. בעיר נמצאות כמה אנדרטאות לזכרם של היהודים שנרצחו. חלק מהם אפילו קבורים במחוז.
כיום יש בפרייבורג קהילה יהודית המונה כ-700 איש ומורכבת ברובה מיהודים שהגיעו ממזרח גרמניה ומברית המועצות לשעבר. התפילות נערכות בשבתות וחגים.
בכניסה לבית הכנסתלוחית זיכרון בעברית וגרמנית לזכר יהודי פרייבורג והסביבה שנשלחו למחנה גירס. בשערי בית הכנסת החדש, על המדרגות העולות פנימה, הוצב מגן דוד גדול - עשוי ממתכת כסופה, ממוסגרת במסגרת בטון עבה. מגן הדוד הוצב בזווית המאפשרת לראותו ממרחק, גם למי שאינו נכנס בפועל לבית הכנסת.
פרייבורג הופצצה קשות במהלךמלחמת העולם השנייה. ב-1944 הפצצה כבדה במיוחד הרסה חלק גדול ממרכז העיר ושיטחה אותו לחלוטין, למעט הכנסייה של העיר שנותרה יציבה. ב-1945 כבש הצבא הצרפתי את העיר, והפגין בה נוכחות עד1991, עת עזיבתה של הדיוויזיה המשוריינת האחרונה. לאחר המלחמה שימשה פרייבורג כמקום מושבה של ממשלת חבל באדן, שהתמזג מאוחר יותר למחוזבאדן-וירטמברג. באותה תקופה העיר נבנתה מחדש ושוחזרה בהתאם לתוכניות העיר המקוריות.