1953 yılına değin Orhaneli'ne bağlı nahiye olan Keles bölgesinde Bitinya, Roma, Bizans kalıntıları bulunur. Roma döneminde önemli yerleşim birimlerinden biri olmuştur. M.S. 548’de yaygın bir vebadan sonra yöre önemini yitirmiş ve kent terkedilmiştir ancak Uludağ’ın keşişler tarafından önem kazanması ile Keles’e canlılık gelmiştir. Osmanlı Beyliği’nin kurulduğu 12. yy’da göçmen yörük boyları bölgeye gelip yerleşmiştir. Moğol istilasından kaçarak Anadolu’ya göçen Türk boyları Selçuklu İmparatorluğu idaresinde uç beyliği olarak Karacadağ yöresine yerleşmişler, beylik genişleyince Keles ve civarındaki yaylalar yazlık olarak kullanılmıştır. Keles’e 4 km. mesafedeki Kocayayla’da o dönemde Sultan otağ çadırı kurulduğu bilinmektedir. Kocayayla’da yapılan Sultan Camii’nin ve ilçe merkezinde bulunan tarihi kilise zamanla tahrip edilmiş ve şu anda bu kalıntıntılara rastlamak mümkün deiğildir. Yıldırım Beyazıt’in kardeşi Yakup Bey tarafından yaptırılan külliyeden geriye sadece hamam kalmıştır ve ilçedeki en önemli tarihi eserdir.
Ahmet Vefik Paşa’nın valiliği döneminde yörük göçmenler Keles’e yerleştirilmiştir. Yunan işgali sırasında ilçe büyük zarar görmemiş, Kelesli milisler Kurtuluş Savaşı’nda büyük yararlılık göstermiştir.
Keles uzunca bir süre Cebel (Dağ) ya da Cebel-i Cedîd (Yeni dağ) nahiyesi olarak anılmıştır, 1868-1882 arasında bir süre Bursa merkez kazaya bağlı nahiye yapılmış, sonra yeniden Adranos/Orhaneli kazasına bağlanmıştır, 1953’de ilçe olmuştur.
Keles ismi Orta Asya kökenli bir isimdir. Özbekistan’da Taşkent’e bağlı bir yerleşim biriminin adının Keles olduğu öğrenildikten sonra bu yer, kardeş şehir ilan edilmiştir. İzmir'in Kiraz ilçesinin de adı Keles'tir. Kasabanın adı muhtemelen Eski Yunan kolonilerindeki Kleos, Kilos adından gelmedir.