Заснування Бітліса легендою приписується Олександру Македонському (IV століття до н.е.): нібито місто було побудоване за його дорученням генералом Лисом, чиїм ім’ям і було названо «Злий Лис» або «Петліс». Раніше ім’ям Олександра називали одне з джерел, що б’ють у центральній частині міста.
У давнину Бітліс — стародавнє вірменське місто, відоме як Багеш, Багагеш та під іншими іменами. В вірменській літературі місто згадується Себеос (VII століття). Деякі історики вважають, що Бітліс був головним містом Гавара Салмадзор Агдзніка, а інші зараховують до Гавара Бзнунік Туруберана. Район Бітліс відповідає частині провінцій Алдзнік та Туруберан Великої Вірменії. Його місцезнаходження майже за всіх часів було зручним з погляду торгівлі та військової стратегії, що сприяло зростанню міста. З давніх часів долиною річки Бітліс проходила одна з найбільших доріг, що зв’язує Трабзон, а також великі міста центральної Вірменії — Арташат, Двін, Ані, Карс, Карін (Ерзрум), — з Месопотамією. При Арташесідах тут проходила знаменита дорога Аркуні, що з’єднувала Арташат і Тигранакерт.
Бітліс кілька разів завойовувався: у VII столітті ним володіли арабські завойовники, у X столітті короткий час – візантійці. Наприкінці того ж століття влада в місті перейшла до курдських племен, які тут утворили ханство (або емірат). Курди зберігали тією чи іншою мірою владу аж до середини XIX століття, за винятком кількох десятиліть завоювання сельджуками (XII століття) та Кара-Коюнлу (XV століття).
У XVI столітті Бітлісом опанували турки-османи, проте, впоравшись із низкою турецьких нападів, бітлісці змусили їх прийняти внутрішню автономію на чолі з курдськими лідерами. У ХVII-ХVIII ст. значно постраждав внаслідок постійних зіткнень між курдськими племенами. Витіснялося корінне населення міста Бітліса та десятків вірменських сіл. Автономія була ліквідована турецьким урядом в 1849 після розграбування Бітліса турецькими військами: на колишній території ханства був заснований Бітліський вілайєт, який не користувався ніякою автономією. Наприкінці XIX століття та на початку XX століття площа вілаєту становила понад 27 тисяч квадратних кілометрів.
У 1878-1879 роках населення вілаєту становило близько 400 тисяч осіб, з яких 250 000 були вірменами. Наприкінці століття населення було 382 тисячі, з яких 180 тисяч вірмен. Однак у місті Бітлісі тоді вже превалювало мусульманське населення (переважно курди). За даними Константинопольського вірменського патріаршества, 1880 року в місті Бітлісі проживало 10724 особи вірменської національності. Згідно з офіційними турецькими даними, на початку ХХ століття вірменське населення становило тут 14—15 тис. (З 40 тис.).
У 1894—1896 роках у всіх вірменських населених пунктах Бітліса було вчинено погроми та пограбування. У Бітлісі було вирізано близько 1000 вірмен. Багато хто був насильно звернений до магометанства. Тим не менш, аж до 1915 року вірмени залишалися у вілайеті найчисленнішою етнічною групою. Під час геноциду вірменське населення міста Бітліс було повністю винищено. Лише у Бітліській казі було знищено 15 тис. вірмен. Погроми здійснювали частини регулярної турецької армії під безпосереднім керівництвом губернатора Вана Джевдеда. Нечисленна частина вірменського населення, що уникла загибелі, знайшла притулок у Східній Вірменії.
