Bereits im zwölften Jahrhundert bildete sich in der Stadt Solothurn der erste Rat. Der «Alte Rat» umfasste elf Mitglieder, dem «Jungen Rat» gehörten ab dem 14. Jahrhundert 22 Mitglieder an. Zusammen bildeten diese 33 Personen den «Kleinen Rat», der in der Patrizierzeit die eigentliche Staatsmacht inne hatte. Die Alträte wählten die Jungräte und umgekehrt, der Altrat bestimmte zudem die Mitglieder des «Grossen Rates», der im Jahre 1389 erstmals erwähnt wird. Dieser aus 66 Mitgliedern bestehende Grosse Rat funktionierte im Sinne eines Ausschusses der Bürgerschaft. Er zog zunehmend die Rechte der Gemeinde als des Souveräns an sich. Die Ämter wurden auf Lebenszeit vergeben. Dem Grossen Rat stand die legislative, administrative und richterliche Gewalt zu, ebenfalls der Entscheid über Krieg und Frieden und über Staatsverträge mit dem Ausland oder anderen eidgenössischen Ständen. Als Gericht amtete der Grosse Rat als zweite Instanz. Der Grosse Rat hatte allerdings nur relativ geringe Bedeutung, er durfte nur Geschäfte Behandeln, die zuvor der Kleine Rat behandelt hatte. Es war auch der Kleine Rat, der die Traktandenliste für die Grossratssitzungen festlegte. Das Begann sich erst ab 1721 zu ändern – jetzt durfte jeder Grossrat selber vorbringen, was ihm als wichtig erschien – faktisch wurde damit ein Antrags- bzw. Motionsrecht eingeführt. Der Grosse Rat zog auch das Recht an sich, die Traktandenlisten für seine Sitzungen selber zu erstellen.

Der Schultheiss präsidierte sowohl den Kleinen als auch den Grossen Rat. Er oder ein Kommissionsreferent erläuterte die Geschäfte vor dem Grossen Rat; Debatten wurden aber kaum geführt. Unterlagen gab es nur selten vorgängig zu studieren, meist wurden die Geschäfte nur summarisch vorgelesen und anschliessend genehmigt. Erst in der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts ging der grosse Rat dazu über, Vorlagen und Gesetze artikelweise zu behandeln. Die Grossräte interessierten sich allerdings in erster Linie für das Fortkommen der eigenen Familie und für den Solddienst; die Landesverteidigung, das Schulwesen und die Verkehrsinfrastruktur wurden vernachlässigt. Mit dem sog. Volkstag vom 22. Dezember 1830 in Balsthal wurde das patrizische System abgelöst. Die Staatsverfassung von 1830 brachte allerdings noch keine direkte Demokratie, in Artikel 1 wurde die höchste Gewalt nämlich dem Grossen Rat übertragen: «Die höchste Gewalt des Kantons Solothurn geht vom Volke aus; sie wird aber nur durch seine Stellvertreter ausgeübt, welche nach der von ihm genehmigten Verfassung gewählt werden.» In den zehn Wahlkreisen (Bezirken) wurden nur 26 der insgesamt 109 Kantonsräte gewählt; 70 weitere wurden von Wahlkollegien gewählt und 13 vom Grossen Rat selber. Der Kleine Rat zählte 17 Mitglieder, die gleichzeitig dem Grossen Rat angehörten. Der Grossratspräsident präsidierte auch den Kleinen Rat. Die am 15. Januar 1831 vom Volk genehmigte Verfassung sah vor, dass die Verfassung alle zehn Jahre zu revidieren sei.

Mit der Verfassungsrevision von 1841 wechselte der Name des Parlaments in «Kantonsrat». Der neue Kantonsrat umfasste 105 Mitglieder, von denen 55 vom Volk direkt gewählt wurden (weitere 41 durch Wahlkollegien, 9 vom Kantonsrat selber). Der Kleine Rat wurde von einem neunköpfigen Regierungsrat abgelöst, dessen Mitglieder dem Kantonsrat angehören durften aber nicht mussten. Die Verfassungsrevision 1851 stand im Zeichen der Bundesverfassung von 1848 und brachte einen Ausbau der Volksrechte. Die indirekten Wahlen wurden vom Kantonsrat gegen den Willen des Regierungsrats abgeschafft; die Zahl der Kantonsräte stand nicht mehr in der Verfassung sondern entwickelte sich proportional zur Bevölkerungszahl. Die Amtsperiode sollte noch fünf Jahre dauern. Der Regierungsrat wurde auf sieben Mitglieder verkleinert. Die Verfassungsrevision von 1856 brachte das (fakultative) Referendum und eine weitere Reduktion des Regierungsrates auf fünf Mitglieder, die dem Kantonsrat nicht mehr angehören durften. 1869 folgte die nächste Verfassungsrevision, die unter anderem das obligatorische Gesetzesrefendum, das Finanzreferendum, die Initiative und die Abberufungsmöglichkeit für Kantonsrat und Regierungsrat brachte. 1887 wurde die Verfassung unter dem Eindruck eines Bankenkrachs erneut revidiert. Neu wurde die Volkswahl für die Mitglieder des Regierungsrats eingeführt, die Amtsdauer wurde für den Kantonsrat und alle anderen Behörden auf vier Jahre festgesetzt. Die nächste – und vorläufig letzte – Totalrevision fand 1986 statt. Der Kantonsrat wurde organisatorisch zwar nicht verändert, aber er erhielt zusätzliche Instrumente. Zu erwähnen sind das Vetorecht gegen Verordnungen des Regierungsrates, das Recht, auf dem Gebiet der staatlichen Planung sog. «Grundsatzbeschlüsse» zu fassen und dem Regierungsrat Weisungen zu erteilen, und das Recht, an der Vorbereitung wichtiger Staatsverträge und Konkordate mitzuwirken. Mit der Teilrevision 2004 schliesslich wurde die kantonale Verwaltung flächendeckend auf die Grundsätze der «Wirkungsorientierten Verwaltungsführung» umgestellt, was auch Auswirkungen auf den Parlamentsbetrieb und das Instrumentarium des Kantonsrats hatte. Namentlich kann er vom Regierungsrat nicht umgesetzte Aufträge mittels parlamentarischer Initiative als Sanktionsmittel nun selber realisieren.