Al principio dei tempi storici il territorio vercellese è abitato dai Libici, popolazioni celto-liguri che si sono insediate nelle zona delimitata dal Sesia su un precedente insediamento dei liguri Salluvi. La conferma su questa affermazione riposa sul noto passo di Plinio (NAT. HIST III-17) " Vercellae Libiciorum ex Salluis ortae" confermato poi da Tolomeo (GEOG. III-I) n.32). Divenuta nella seconda metà del II secolo A.C. base di operazioni contro le popolazioni alpine e pedemontane Vercellae è già molto romanizzata quando Mario sconfigge i Cimbri ai Campi Raudi, pianura presso Vercelli croce e delizia di tutti gli storici vercellesi.
Le testimonianze epigrafiche e archeologiche di Vercelli romana presenti la maggior parte al Museo Leone di Vercelli ci confermano la frase di Tacito (HISTORIAE I-70) che chiama la città uno dei "firmissima municipia" della regione transpadana. Attraverso sarcofagi, corredi funerari, resti non ancora messi in luce (come l'anfiteatro), necropoli ricche di preziosi vetri come quella della regione San Bartolomeo si ha un'idea chiara dell'importanza e della ricchezza della città romana.
Il territorio vercellese in antichità classica è noto per le miniere degli Ictimuli che ricavavano oro nella zona detta la Bessa, tra Salussola e Mongrando sulla destra dell'Elvo.
In età imperiale si ha però una diminuzione progressiva dello sfruttamento della zona per il maggior rendimento che danno le miniere d'oro di altre zone dell'impero (Spagna e poi Dacia) ma la ricerca e la lavorazione dell'oro si protrae durante l'alto Medioevo e fornisce redditi discreti nel XIII secolo.
Un fattore che ha un importante ruolo nell'economia vercellese è certamente la sua posizione geografica all'interno della rete stradale dell' Italia settentrionale. Vercelli costituisce un punto di transito obbligato sulla via che conduce alle Gallie e in Germania attraverso i valichi del Piccolo e Gran San Bernardo.
L'editto di Costantino del 313 d.C., rendendo libero il culto cristiano è il tradizionale spartiacque tra epoca pagana ed epoca cristiana mentre il mondo antico entra in una profonda crisi di trasformazione.
Nel corso del IV secolo abbiamo una testimonianza di San Gerolamo in una lettera scritta verso il 370 che riferisce un fatto miracoloso a forti tinte avvenuto a Vercelli. Dal contesto si trae che "Vercelli un tempo potente è ora semidistrutta e con rari abitatori". Indubbiamente la città non ha più lo splendore di un tempo ma deve conservare una discreta capacità di rapporti in tutta la regione se Sant'Eusebio vescovo di Vercelli dal 345 circa al 371 esercita una giurisdizione spirituale su tutta la zona. Sant'Eusebio istituisce fra i suoi chierici la vita monastica ed infatti si ha notizia di diversi vescovi vercellesi chiamati dalle comunità cristiane transpadane per il loro fervido apostolato.
Anche quando viene mandato in esilio a Scitopoli dall'imperatore Costanzo Sant'Eusebio continua ad avere rapporti con la propria comunità.
Nel V secolo le notizie circa il vercellese sono piuttosto scarse ed il territorio deve subire come tutta l'alta Italia le invasioni degli Unni e poi dei Borgognoni di Gundobaldo (490).
I secoli che vanno dal sesto all'ottavo sono contrassegnati dal dominio longobardo: i Longobardi ingrandiscono il perimetro delle mura della città romana aprendo quattro porte di cui la più interessante per il nome Longobardo è la porta Gribalda sita allo sbocco di via Gioberti in piazza San Francesco.
Poche notizie sono giuste su questo periodo: nei pressi della chiesa di Santa Maria Maggiore vi è un vasto terreno appartenente al patrimonio reale (Curtis Regia) e forse Vercelli fu sede di ducato longobardo per la presenza di una zecca testimoniata da una moneta aurea coniata sotto Desiderio (fine VIII secolo).
Con la sconfitta dei Longobardi e l'inizio del dominio carolingio il ducato longobardo di Vercelli diviene contea dei Franchi
Non vi sono notizie precise sui primi conti. Le fonti storiografiche divengono più numerose con l' avvicinarsi al periodo delle signorie episcopali. Questo vede, da una parte la fondazione di gruppi cenobitici, dall' altra l' affermazione di vescovi potenti. Alla fine del nono secolo Liutwardo, cancelliere di Carlo il Grosso, offese Berengario il marchese del Friuli, il quale mandò un esercito a spogliare la città e specialmente i beni vescovili.
La città comincia ad acquistare un certo ordine con il vescovo Attone,che reagisce contro le superstizioni arcaiche ancora esistenti e l' immoralità del clero. Alla sua morte succedono i vescovi Ingone e Leone. Con quest' ultimo inizia la teoria dei vescovi che durerà fino alla prima metà dell' XIII secolo
L' XI secolo segna l' affermazioni dei vescovi-conti che, ben presto, a causa di continui dissidi tra papi ed imperatori, perdono il loro potere a favore delle nuove classi sociali che formeranno il comune.
Nelle lotte con Federico Barbarossa il comune di Vercelli ebbe comportamento incerto fino al 1168, quando attuando una politica d' amicizia con Milano partecipò a tutte le traversie della Lega Lombarda compresa la vittoriosa battaglia di Legnano.
Il 1168 segna dunque il periodo di maggior splendore della città: nel 1215 Casale si arrende e nel 1223 il comune di Vercelli si espande sui territori della Valsesia, mentre nel 1243 le terre tra la Dora e la Sesia al di quà del Po e al di là nel territorio di Casale diventano dominio vercellese; nel 1227 il Cardinale Guala Bicheri nomina erede universale dei suoi beni l' abbazia di Sant' Andrea costruita in soli otto anni alla periferia della città ed accanto all' abbazia comincia a funzionare l' ospedale; nel 1228 viene fondato lo Studium, una "universitas scholarium" che durò circa un secolo e mezzo con indirizzo prevalentemente giuridico; nel 1243 viene promulgata la " liberazione dei servi della gleba " con l' intento di sminuire la forza dei feudatari.
Tra la seconda metà del XIII e la prima del XIV secolo le frequenti lotte intestine ed attacchi esterni minano la forza del comune: nel 1275 la Valsesia sfugge al controllo di Vercelli; nel 1310 i Tizzoni Ghibellini appoggiano la discesa di Enrico VII di Lussemburgo; nel 1320, dopo un lungo assedio, Vercelli passa sotto il controllo dei Visconti.
La potenza dei Visconti assicura una certa tranquillità a Vercelli durante il secolo pur nel proseguimento dei contrasti politici-militari.
Nel 1427 Vercelli diviene dominio dei Savoia. Sotto il loro dominio Vercelli non ha una florida economia perchè continuamente esposta a guerre e costretta a pagare ingenti tasse. Alla fine del XV secolo le condizioni del Piemonte sono abbastanza critiche per divenire tragiche nella prima metà del XVI.
Allargati i confini dei Savoia fino a Novara nel 1734, Vercelli abbandona il suo stato di città di confine e comincia ad assumere l' aspetto che la contraddistinguerà fino alla prima metà del Novecento.
La seconda metà del 700 e contrassegnata dal nuovo aspetto urbanistico della città: nasce viale Garibaldi su disegno dell' architetto Alfieri che contribuisce a terminare il Duomo nel 1763 e viene distrutta l' antica chiesa paleocristiana di Santa Maria Maggiore dove ora è il neoclassico Palazzo Pasta.
L' inizio dell' Ottocento porta a Vercelli sull' onda della Rivoluzione francese una serie di cambiamenti tali da dare una maggiore solidità amministrativa alla città: si migliorano le comunicazioni con i centri vicini e diverse costruzioni come il Teatro Civico abbelliscono la città.
La restaurazione sabauda iniziata nel 1814 riporta al potere i nobili generalmente legati alla campagna circostante da grandi proprietà terriere. Nel 1821 anche Vercelli partecipa alla rivoluzione liberale scoppiata in Piemonte. Sotto la pressione delle truppe del generale Bubna la municipalità è costretta a riconoscere nuovamente l' autorità di Carlo Felice.
Le guerre del Risorgimento non toccano gravemente Vercelli. Infatti il territorio vercellese era stato allagato abilmente per impedire i movimenti delle truppe austriache e le popolazioni collaborano in questo senso.
Con la legge del 23 Ottobre 1859 Vercelli diviene capoluogo di circondiario e tale rimase fino al 1927.
La grande opera del Canale Cavour e il perfezionamento del sistema irriguo e delle sementi portano il Vercellese ad essere il più grande produttore di riso dell' Europa.
Fino al 1914 la classe dirigente liberale ha sapientemente amministrato il suo potere impedendo di fatto una svolta decisiva verso la grande industria. Durante il "biennio rosso" del 1919-1920 sulla base di un' organizzazione socialista si sono avuti tentativi di innovazione sociale subito spenti dall' avvento del fascismo che in queste zone fu pesantemente agrario.
Durante il periodo fascista viene fondata la più grande concentrazione industriale a Vercelli, la Chatillon-Montefibre nella zona attigua al fiume Sesia.
Nel periodo che va dal 1944 al 1945 la popolazione vercellese dà un contributo notevole alla Resistenza: molti giovani, specialmente provenienti dai quartieri di periferia come l' Isola e i Cappuccini partecipano con gravi sacrifici di sangue alla guerriglia nel Biellese e in Valsesia
Il periodo che va dal 1945 al 1980 è caratterizzato da dure lotte agrarie prima degli anni '50, poi si va incontro ad una crescente meccanizzazione in agricoltura e ad una fuga dalle campagne per l' espulsione di mano d'opera dovuta alla diffusione dei diserbanti chimici che hanno di fatto ridotto l' operazione di mondo del riso.
La crisi della Chatillon Montefibre contribuisce negli anni settanta a rendere la città sempre più dipendente dalle ricche campagne circostanti.