Il nome coleus (testicolo) risale al 1123, adottato da Gisalbertus Attonis detto “Il Colione”, figlio del notaio Attone (1044-1081), il quale era figlio di Ghilberto citato in tre pergamene, che discendeva da un ramo della famiglia Suardi, e che nel 1123 risulta console di Bergamo, è dagli storici ritenuto capostipite della famiglia. Dei suoi cinque figli: Guglielmo fu console di giustizia, Ugolone, Sozzo console di giustizia nel 1161 e protagonista nella battaglia del castello di Volpino, della sua discendenza si ricorda Sozzo Colleoni podestà di Cremona, mentre il nipote Trussardo console e rettore a Bergamo nel biennio 1237-1329, Villano, e Alberto che fu console di Bergamo dal 1159 al 1173, e alleato dei Bonghi e dei Rivola contro l’imperatore Federico Barbarossa. Un altro discendente fu Isnardo Colleoni che allontanantosi da Bergamo divenne podestà di Milano nel 1338. Entrambi diedero origine ai diversi rami della famiglia.
I Colleoni furono una famiglia di notai che seppe tenere buoni rapporti con la chiesa di Bergamo, e con la comunità.
Quando i duchi di Milano della casa dei Visconti conquistarono Bergamo, avevano sostenitori di parte ghibellina, come i Suardi, mentre i Colleoni di fazione guelfa, dovettero fuggire in esilio. Tra questi Galeazzo Colleoni detto Carpione si rifugò in alta val Seriana, per poi tentare nel 1315 con Giorgio Del Zoppo, Belfantino Rivola e i Bonghi una mal riuscita insurrezione, che li porterà a essere prima prigionieri, e poi liberati il 7 luglio 1315 dopo aver accettato un trattato con il Matteo Visconti per una signoria in Bergamo che fosse limitata nel tempo.
Paolo Colleoni conquistò nel 1404 il castello di Trezzo e lo tenne fino a che non venne assassinato dai suoi parenti, forse per conto del Visconti. Suo figlio fu il più famoso membro della famiglia, il condottiero Bartolomeo Colleoni, capitano generale della Repubblica di Venezia. Lui e sua figlia Medea († 1470) sono sepolti nella Cappella Colleoni a Bergamo, significativo monumento del Rinascimento. Andrea Verrocchio costruì per lui una statua equestre a Venezia, che è annoverata tra le più importanti sculture del Rinascimento italiano.
Un altro membro della famiglia fu Margherita Colleoni (1455-1483), prima moglie del comandante militare Gian Giacomo Trivulzio, sepolta nella Cappella Trivulziodella Basilica di San Nazaro in Brolo a Milano.
Il nipote di Bartolomeo, Alessandro Martinengo Colleoni, da cui iniziò il ramo Martinengo Colleoni, commissionò a Lorenzo Lotto la Pala Martinengo per la chiesa domenicana di Santo Stefano e ricollocato dopo la distruzione della chiesa per la costruzione delle Mura venete di Bergamo in quella dei Santi Bartolomeo e Stefano.