A partire dal VI secolo a.C. prima gli Euganei e poi i Paleoveneti vivevano sui Colli Berici e nella valle del Lago di Fimon.
Fra il II e III secolo a.C. è possibile datare la nascita del primo insediamento della città da parte dei Paleoveneti alla confluenza dei fiumi Astico e Retrone.
Pare che la città in età tardo-antica non sia stata devastata da invasioni barbariche.

Nel II secolo a.C. il territorio entra nell'orbita di Roma.
Nel 49 a.C. l'insediamento ottenne la cittadinanza ed in seguito fu annessa a Roma e chiamata Vicetia o Vincentia.
In epoca romana il territorio di Vicenza era attraversato da un'importante strada romana, la via Gallica.
Sotto Adriano, in Vicenza venne completamente ridisegnata la parte urbanistica con la creazione delle prime mura e la città prosperò.
Lo attestano i resti del Teatro Berga, dell'acquedotto in Lobbia, del Foro sotto Palazzo Trissino e di domus patrizie sotto la piazza del Duomo, con un criptoportico romano ben conservato.
E' possibile identificare nell'attuale Corso Palladio il decumano o via che tagliava la città da est a ovest.

Il territorio di Vicenza fu devastata successivamente dai Barbari.
Nel 489 la città risorse coi Goti e fiorì con i Longobardi prima e i Franchi poi.
Nel 568 fu occupata dai Longobardi e venne eretta a sede ducale.
Durante il periodo longobardo e del successivo periodo carolingio, Vicenza rivestì un ruolo regionale di rilievo.
Nel 589 ebbe il suo primo vescovo, Oronzio.
Il cristianesimo si è diffuso in Vicenza probabilmente verso la fine del III secolo.
Alla fine del IV o agli inizi del V secolo risale la costruzione sia di una basilica fuori dalle mura, dedicata ai santi Felice e Fortunato, sia di una chiesa cittadina che diverrà poi la cattedrale.
Vi trovarono sede molti Benedettini che si occuparono, tra l'altro, della bonifica del territorio.
La città in origine sorgeva infatti su un terreno acquitrinoso e confinava con un lago che si prosciugo' durante l'epoca medievale.
La presenza di due corsi d'acqua e la scarsa elevazione del terreno favorirono il verificarsi di frequenti alluvioni fino a epoche recenti.
Nel 1184 dei sicari assassinarono sulla piazza del Duomo il vescovo Giovanni Cacciafronte, che venne beatificato da papa Gregorio XVI.
Nel 1211, dopo essere stata sotto il controllo di Ezzelino II, la città finì sotto l'egida degli Scaligeri, cui si deve la costruzione delle mura trecentesche, la trasformazione in torre del campanile della basilica dei Santi Felice e Fortunato e il conio dell'unica moneta cittadina, l'aquilino d'argento.

Dal 1404 al 1797, spontaneamente Vicenza entrò a far parte della Repubblica Serenissama con capitale Venezia.
Seguirono quattro secoli di pace e benessere, in cui le arti raggiunsero livelli eccelsi e l'economia prosperò.
Nel 1414 Vicenza dona le chiavi della città a Venezia
Il 12 giugno 1486 gli ebrei furono espulsi da Vicenza e, per sopperire alle richieste di prestiti di denaro, fu istituito il Monte di Pietà.
Il Cinquecento fu il secolo del grande architetto tardo-rinascimentale Andrea Palladio.
Giunto giovane a Vicenza dalla nativa Padova, si rivelò come una delle personalità più influenti nella storia dell'architettura occidentale.
Le numerose famiglie nobili vicentine commissionarono a Palladio numerosi palazzi in città e ville che ridisegnarono completamente la scenografia vicentina.
Tra le opere principali la Basilica Palladiana nella centrale Piazza dei Signori, il Teatro Olimpico, Palazzo Chiericati e Villa Capra detta la Rotonda posta appena fuori dall'abitato.
La tradizione palladiana venne continuata da Vincenzo Scamozzi e da altri architetti.
Pochi sono in città edifici in stile Barocco come la Chiesa di Santa Maria in Araceli, progettata dall'architetto Guarino Guarini, nei cui altari erano collocati dipinti di Giambattista Tiepolo e del Piazzetta, e la Basilica di Monte Berico.

Con l'arrivo dei francesi nel 1797 e la caduta della Repubblica di Venezia, nel Veneto si assistette a gradi cambiamenti.
Il sistema politico veneziano fu considerato superato ed il Congresso di Vienna restaurò l'ordine precedente.
Dopo pochi mesi di occupazione francese, dall'aprile 1797 al gennaio 1798, in Vicenza e in Veneto subentrano gli austriace a seguito ad Trattato di Campoformio, ed abrogarono molte delle decisioni prese dalla Municipalità riportando in vigore la situazione precedente all'invasione napoleonica.
Tra il 1800 e il 1801 I francesi ritornarono nuovamente in città, ma la pace di Lunèville ridiede Vicenza e il Veneto agli austriaci.
Il 4 novembre 1805, in seguito alla pace di Presburgo, La Francia ridiede il Veneto, l'Istria e la Dalmazia e le armate di Napoleone rientrarono in Vicenza, che venne annessa al Regno d'Italia - parte dell'Impero francese - e vi rimase fino al novembre 1813.
Il 5 novembre 1813 Napoleone venne sconfitto nella battaglia di Lipsia e gli austriaci rientrarono a Vicenza.
Nel 1815 l'occupazione fu ratificata dal Congresso di Vienna e tutta la regione compreso Vicenza fu inclusa nel nuovo Stato, il Regno Lombardo-Veneto, facente parte dell'Impero austriaco.
Nel 1848 in tutto il Nord Italia iniziarono violenti tumulti per scacciare gli austriaci.
Dopo Milano con le sue cinque giornate e Venezia anche a Vicenza iniziarono i primi tumulti popolari.
Nel 23 maggio 1848 informato di quanto stava accadendo, il maresciallo Josef Radetzky attaccò la città con la precisa intenzione di soffocare ogni tentativo di insurrezione.
I vicentini e le truppe pontificie giunte in soccorso e guidati da Giovanni Durando, riuscirono a bloccare gli austriaci facendoli ritirare a Verona.
La notizia dell'eroica impresa fece il giro delle città insorte.
Il 10 giugno Radeztky attaccò nuovamente la città con 30.000 soldati e 50 cannoni contro 11.000 tra volontari e soldati rimasti a difendere la città.
Gli austriaci riuscirono a prendere Monte Berico, posizionando i cannoni sul colle che domina la città rendendo Vicenza indifendibile.
Radeztky però rimase impressionato dal coraggio dei difensori berici e li fece ritirare con l'onore delle armi e senza prendere prigionieri.
Successivamente Vicenza prese parte al Regno Lombardo-Veneto, per unirsi nel il 21 giugno 1866 al Regno d'Italia, in seguito alla terza guerra d'indipendenza che la liberò dagli austriaci.
Nel 1866 le truppe austriache abbandonarono la città ed entrarono quelle italiane del generale Cialdini.
Nello stesso ottobre il re Vittorio Emanuele II giunse a Vicenza per la prima volta e, la premia con la Medaglia d'Oro al Valor Militare per l'eroismo dimostrato dai patrioti nel difendere la città.

Durante la prima guerra mondiale si combattè in gran parte nella provincia e le montagne della provincia di Vicenza furono uno dei maggiori fronti di ostilità di tutto il conflitto.
Dopo la guerra fu creato il grande piazzale davanti alla Basilica di Monte Berico, con al centro la bandiera italiana.

Iniziati la notte di Natale del 1943 i bombardamenti proseguiranno fino alla primavera del 1945.
Il 2 aprile del 1944 vengono distrutti il Teatro Verdi, il Teatro Eretenio e l'Auditorium Canneti.
Viene miracolosamente salvato il Teatro Olimpico, che sorge a pochi passi dall'Auditorium.
Tra il 17 e il 18 novembre 1944 gli alleati decidono di colpire l'Aeroporto di Vicenza.
L'uso delle bombe si ripercuote però sul popoloso quartiere di San Bortolo, all'interno del quale sorge l'omonimo ospedale.
I morti saranno più di 500 solo in quelle giornate.
Il 28 febbraio 1945 è la volta della zona della stazione e di Campo Marzo che da parco si trasforma in autentico cratere.
Il 18 marzo 1945 una bomba colpisce la Basilica Palladiana, uno dei monumenti simbolo della città.
La cupola a carena di nave rovesciata collassa, la Torre Bissara viene mozzata e solo grazie al veloce intervento dei cittadini si riesce ad evitare che l'incendio scoppiato all'interno della Basilica la distrugga completamente.
Dopo 53 incursioni aeree e 30 bombardamenti, gli americani entrano a Vicenza il 26 aprile 1945.
È la fine delle ostilità.
I danni economici subiti dall'economia vicentina ammontano a circa 8 miliardi di lire.
Monumenti come i teatri Verdi ed Eretenio sono ridotti a macerie e non verranno più ricostruiti.
Il sacrificio della città verrà premiato nel 1995 dal Presidente della Repubblica Oscar Luigi Scalfaro con una seconda Medaglia d'Oro al Valor Militare.