Așezarea tracică (bronz), dacică (Latene) și străromânească (sec V–VII d.Hr.) de la fosta Fermă 11 Chițorani constituie un sit important pentru atestarea continuității viețuirii pe Valea Orlei. De asemenea, descoperirile arheologice din punctele Rotari, Ghespari și Tioca, aflate între lunca Teleajenului și pârâul Bucovel au stabilit că cele trei așezări își încep existența în sec al VIII-lea și durează până spre sfârșitul veacului al X-lea, conținând "numeroase elemente de o pregnantă tradiție autohtonă daco-romană, care, în ciuda contactelor cu alte populații, s-au păstrat de-a lungul veacurilor, constituind baza culturii materiale vechi romanești" (M. Comsa, Cultura materială).

Evoluția așezărilor dovedește că, spre sfârșitul perioadei lor de existență, ele se reuniseră în jurul unui punct fortificat, alcătuind o formațiune politică, punct amplasat în mod prezumtiv "undeva pe teritoriul satului Bucov, poate pe terasa înalta dintre Gârla Morii și Bucovel, din epoca feudalismului dezvoltat". Similititudinile "dintre modul de trai al dacilor și cel al locuitorilor din așezările de la Bucov", elementele de tradiție daco-romană din cultura materială și spirituală a băștinașilor, conjugate cu apropierea drumului roman ce lega Transilvania de Dunăre, urmând în mare măsura cursul Teleajenului, al "drumului sării", conduc la concluzia că "populația de la Bucov este nu numai moștenitoarea unor bunuri aparținând culturii materiale, ci și păstrătoarea unor bunuri spirituale de tradiție dacică și romană provincială, care reprezintă un element de continuitate în plus și deosebit de important.

Prima mențiune documentară a așezării (dacă luam în seamă localizarea aici a târgului săcuienilor făcută de C.C. Giurescu în 1943), aflată până în prezent, ar data de pe la 1431, când Dan al II-lea scrie tuturor târgurilor și vămilor țării că a reînnoit privilegiul comercial dat de Mircea cel Bătrân brașovenilor (DRH,I,p. 130).

Deși așezările de la Bucov din secolele VII-X dispar în urma unor incendii violente, viața va continua aici. Probabil, locuitorii care au scăpat de pârjol s-au reîntors refăcând satul și reluându-și vechile ocupații. Până în secolul XV sunt foarte puține izvoare despre Bucov.

Prima atestare sigură a Bucovului medieval datează spre sfârșitul secolului al XV-lea. În 1473, pe 16 septembrie, un boier este pomenit ca având legătură cu Bucovul. Acesta este primul document ce atestă, sigur, Bucovul medieval în anul 1473. La 2 septembrie 1493, la Târgoviște este emis un alt document privind Bucovul.

În anul 1600, Mihai Viteazul fost învins la Bucov de o oaste de poloni și moldoveni.

Bucovul a fost reședința județului Săcuieni (desființat în 1847), dar a decăzut treptat din cauza apariției și dezvoltării orașului Ploiești. Astfel, la sfârșitul secolului al XIX-lea, Bucov era deja doar o comună rurală, formată din cătunele Bucov, Chițorani și Valea Orlei, cu un total de 1126 de locuitori, arondată plășii Cricovul din județul Prahova. În comună era o școală deschisă în ultimul sfert al veacului al XIX-lea și în care învățau în 1892 79 de copii (din care 27 de fete), și trei biserici, câte una în fiecare sat. Cea din Bucov fusese zidită de aga Mateiu Mărgineanu Filipescu la 1679, s-a dărâmat la cutremurul din 14 octombrie 1802 și a fost rezidită în 1804 de vistierul Constantin Filipescu. Biserica din Chițorani a fost construită la 1797 de paharnicul Constantin Cantacuzino, iar cea din Valea Orlei, la 1693, de cocoana Tinca Mărăcineanca. În 1925, avea aceeași compunere și se afla în aceeași plasă, cu o populație de 2189 de locuitori. În 1931, satele Chițorani, Valea Orlei și Bighilin au format temporar o comună separată, cu numele de Chițorani, comuna Bucov rămânând doar cu satul de reședință.

În 1938, făcea parte din plasa Ploiești din județul Prahova, iar în 1950 a fost arondată orașului regional Ploiești, reședința regiunii Prahova, și apoi a regiunii Ploiești. În 1968, a înglobat și comuna Pleașa și a fost declarată comună suburbană a municipiului Ploiești din județul Prahova. Acest statut l-a avut până în 1989, când, ca și toate comunele suburbane ale țării, a fost resubordonată direct județului din care face parte.