Логойск принадлежит к самым древним славяно-белорусским поселениям. Свое название получил, вероятнее всего, от слова «лог, логчина» — соответственно и расположен в пойменной долине реки Гайна, между гор, покрытых лесами.
Логойск некогда занимал большое пространство и был хорошо укреплен. Об этом свидетельствуют многочисленные археологические раскопки. Впервые Логойск (летописный Логожск, Логожеск) упоминает в своем «Поучении» Владимир Мономах: «Пожог землю и, повоевав до Лукомля и до Логожьска, та на Дръютьск воюя». В последней четверти ХI в. — город-крепость Полоцкой земли. В 1127 г. во время похода великого князя киевского Мстислава Владимировича на Полоцкую землю Логойск разграблен, его жители взяты в плен, а город передан Изяславу Мстиславичу. С 1180 г. центр Логойского княжества. С 1-й четверти ХIV в. в составе Великого княжества Литовского. Здесь существовал православный монастырь Иоанна Предтечи. В 1387 г. великий князь ВКЛ Ягайло передал Логойск во владение своему брату Скиргайло. С 1392 г. владение великого князя Витовта. С 1413 г. в составе Виленского воеводства. При великом князе Казимире IV Ягеллончике Логойск перешел к князьям Чарторыйским. В 1505 г. разграблен и сожжен крымскими татарами. С 1528 г. владельцами Логойска стали Тышкевичи. В 1596—1793 гг. в составе Минского воеводства. В 1519 и 1535 гг. во время войны Московской державы с ВКЛ «1512–1522, 1534–1537) и в войну с Речью Посполитой (1654 — 1667) в 1655 г. был занят русскими войсками. В 1609 г. был основан каменный костел. В 1673 г. город получил привилей на еженедельные торги и 2 ярмарки в год. Во время Северной войны 1700 — 1721 гг. 6 мая 1708 г. занят шведами, которые сожгли замок. В 1765 г. на месте замка возведен монастырь базилиан. С 1793 г. в составе Российской империи, местечко, центр волости Борисовского уезда Минской губернии.
В 1-й половине ХIХ в. на месте древнего замчища создан парк пейзажного типа. В 1824 г. на высоком правом берегу Гайны построена логойская Свято-Николаевская церковь.