El primer impulso que tuvo el turismo en Bilbao fue tras la construcción de la línea de ferrocarril entre Bilbao y el barrio guechotarra de Las Arenas en 1872. Los responsables de esta iniciativa la publicitaron enfocándola a los visitantes, ofreciéndoles «un paseo a Las Arenas o Portugalete, donde se respiran las frescas brisas del mar, cuya vista ofrecen muy pocos puertos de baños». Así se constituyó la villa en un discreto destino balneario.

Sin embargo, el verdadero empujón turístico se iniciaría con la inauguración del Museo Guggenheim, como se demuestra en la creciente afluencia de turistas desde entonces, llegando a los 623.229 visitantes en el año 2007. Otros datos afirman que la ciudad recoge el 30% de las visitas al País Vasco, siendo el principal destino de esta Comunidad Autónoma, por encima de San Sebastián. La procedencia de la mayoría de los turistas es Madrid en un primer término y Cataluña en segundo lugar. En cuanto a los visitantes internacionales, la mayoría proceden de Francia, Reino Unido, Alemania e Italia. Además del turismo de ocio, también se dan en la villa el turismo de negocios y el turismo de congresos, gracias a las nuevas instalaciones como el Palacio Euskalduna y el cercano Bilbao Exhibition Center, en Baracaldo.
 
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Tras la grave crisis industrial acaecida en los años 1980, la capital se vio obligada a replantearse las bases de su desarrollo económico. Así fue como Bilbao se convirtió en una ciudad de servicios. Bilbao es la sede de numerosas empresas de relevancia nacional e internacional, incluyendo dos que se encuentran entre las 150 más grandes del mundo según la revista Forbes: BBVA en el puesto 40 e Iberdrola en el 122.
 
El PBI de la villa alcanzó en 2006 los 31.485 millones de €, suponiendo un aumento del 4,2% del año anterior. Esta cifra representa la mitad del PBI total de la Comunidad Autónoma Vasca. Según el Anuario Socioeconómico, los sectores más fuertes son los de la construcción, la industria extractiva y manufacturera y del sector terciario: ocio, hostelería, comercio, turismo y distribución comercial. El PBI per cápita de la ciudad a noviembre de 2007 es de 19.648€, muy por debajo del de la provincia de Vizcaya, de 27.220€. La tasa de desempleo llega al 9,92% al tercer trimestre de 2008, siendo el colectivo más afectado los hombres menores de 25 años.