I territori della città di Arezzo erano già abitati in età Paleolitica, questo lo si determinò a seguito di un ritrovamento di un cranio umano, rinvenuto nella frazione di Olmo nel 1863, durante gli scavi per la realizzazione del tratto ferroviario Firenze - Roma, tale reperto apparteneva alla specie dell’ Homo sapiens.

Arezzo fu una delle più importanti città Etrusche, edificata sul colle di San Donato, difesa da una cerchia di mura, abbattute successivamente dai Romani. La città etrusca fu talmente importante da essere eletta come una delle dodici lucumonie del tempo. Il territorio Etrusco si espandeva oltre la città di Arezzo, comprendendo anche le città di Cortona, Castiglion Fiorentino e Pieve a Socana. A questi territori si aggiungono le valli di: Valdichiana e il Casentino.

Nel 294 a.C. la città di Arezzo stipulò con Roma un accordo di reciproco aiuto, l’attuazione del trattato avvenne quando i Galli Senoni discesero in Italia, oltrepassando il fiume Po e marciando in direzione di Roma. Arezzo trovandosi sull’asse naturale che permette il passaggio degli Appennini lungo le vallate, era il il primo fronte a scontrarsi contro le armate nemiche. A seguito dell’imminente minaccia Roma diede supporto alla città inviando le sue truppe in sua difesa.
Durante la seconda guerra punica Arezzo fu al fianco di Roma e per questo fu ricompensata con la cittadinanza romana.
Sotto la dominazione romana l’economia della città ne risentì positivamente, grazie alla costruzione di nuove strade come al via Cassia, che rappresenta anche ai giorni d’oggi un’arteria principale, acquedotti e teatri, queste opere migliorarono di gran lunga il tenore di vita dei cittadini.
Le terre di Arezzo, ricche di argilla, furono sfruttate a quel tempo per la realizzazione di splendidi vasi a vernice rossa soprannominati anche “vasi corallini”, tali opere erano realizzate da esperte mani di artisti e schiavi provenienti dalla magna Grecia, i quali creavano perfette copie di opere originali. Sul finire del I sec. tali opere erano già conosciute in tutto l’impero Romano.
Con la caduta dell’impero Romano, le orde barbariche arrivarono anche ad Arezzo, provocando l’abbandono dei campi.
Da prima si insidiarono i Longobardi e in successione i Franchi con Carlo Magno, quest’ultimo trasformò queste terre in una contea, dandone il potere in mano al vescovo, il quale assimilò anche la figura del conte, concentrando nelle sue mani sia il potere spirituale che quello governativo, trasferendo la sua figura all'interno del castello fortificato del Duomo Vecchio. In questo frangente storico incominciarono a sorgere numerose chiese e abbazie.
La situazione interna alla città venne a incrinarsi in quando il potere fu gestito contemporaneamente da due figure, da un lato il Vescovo e dall’altra la magistratura cittadina, questo malessere esplose con la rivolta popolare contro il vescovo, il quale in suo aiuto chiamò l’imperatore Arrigo, che cercò di sedare la rivolta, ma ora mai il processo dell’evoluzione della città era stato innescato, e si concretizzò con il trattato di Worms nel 1122, dove la controversia fra il papato e impero venne a cessare, così come la figura del vescovo – conte.

Con la realizzazione del Comune, i commerci divennero più floridi e i beni della chiesa furono confiscati. Questa forte positività porto all’accrescimento della città, tanto da dover nuovamente allargare la cinta muraria. Furono costruiti nuovi edifici come la nuova cattedrale in stile gotico dove si insinuò il potere vescovile (1203), ora mai ridotto alle sole funzioni religiose, controllato a distanza dalla fazione ghibellina che governava la città. Fu in oltre completata la basilica della Pieve di Santa Maria in stile romanico, alle opere religiose (chiesa di S. Francesco - Chiesa di S. Domenico) furono affiancate anche edifici pubblici e privati, ed alcune case - torri.
Arezzo si rese conto di avere molti nemici, primi fra tutti i comune che l’attorniavano: Firenze e Siena; ma dovette combattere contro le città di Perugia e Città di Castello. Il Comune di Arezzo era riuscito ad ampliare i suoi territori, i quali comprendevano: Valdarno, Valdambra, San Sepolcro, Massa Trabaria e Cortona, quest'ultima fu presa dopo la sanguinosa battaglia del 1258.
La città in questo frangente storico riesce ad avere dalla sua parte l'imperatore Mandredi di Svevia, il quale aiutò la città a contro l'armata di Firenze e a Montaperti riuscirono a respingerla. Tuttavia l'esercito imperiale fu sconfitto a Benevento, questo portò alla decapitazione di Mandrefi. Arezzo era l'ultima roccaforte ghibellina rimasta sul territorio, e doveva difendersi da ogni attacco con le proprie forze.
Firenze non si arrese, e forte dei finanziamenti concessi dal papato e con l'aiuto del mercenario francese che guidava una numerosa cavalleria, riuscirono a sbaragliare la difesa di Arezzo nella battaglia di Campaldino nel 1289, in questo scontro fu ucciso il Vescovo Guglielmino Ubertini.
Questa sconfitta decretò la caduta di Arezzo, la quale fu smembrata dei suoi possedimenti che vennero ad essere spartiti fra Firenze e Siena.

Nel 1321 ascese al potere il vescovo Guido Tarlati, della potente casata dei Pietramala, il quale risollevò la città sia in ambito politico riuscendo a mantenere dei buoni rapporti con la fazione ghibellina, sia in quello economico risanando il bilancio della città, tanto da ottenere la concessione a battere moneta propria. Ampliò la cinta muraria e strinse accordi con Firenze e con Siena per una pacifica convivenza. Questa figura vescovile fu vista in malo modo dalla santa sede che a quel tempo si trovava ad Avignone, Guido Talari utilizzava i fondi destinati alla chiesa per incrementare il benessere della città di Arezzo, e questo era ineccepibile, tanto che il pontefice decretò Guido Talari un eretico. L’ampliamento dei commerci aveva dato vita alla classe borghese dei mercanti, i quali avevano creato in città le loro corporazioni delle arti.
Alla morte di Guido gli succedette nel 1327 il fratello Pier Saccone, il quale si rivelò totalmente inadeguato al ruolo che dovette ricoprire e pressato dai nemici interni ed esterni della città, la cedette a Firenze nel 1337 ricevendo una cospicua somma di denaro.
Arezzo tentò di recuperare la sua indipendenza, ma fra il 1376 e il 1384 ci furono dei continui saccheggi da parte delle due fazioni che si alternavano alla presa del potere, sino a quando il mercenario capitano Enguerrand de Coucy riuscì, con il suo esercito, a riconquistare la città e a riporla nuovamente sotto il controllo di Firenze, a seguito di un lauto compenso di 40.000 fiorini d’oro. Con questa ultima sconfitta Arezzo perdette per sempre la sua libertà e la sua creazione culturale, in quanto influenzata da qui in avanti dagli artisti fiorentini e senesi.

Nel ‘500 Arezzo conobbe l’architetto Giorgio Vasari, che qui edificò diversi palazzi, un esempio di tale magnificenza furono le Logge in piazza Grande. Nel XVI sec. venne decisa la demolizione del palazzo del Comune del Duomo Vecchio, mentre venne potenziata la fortificazione della città per volere di Cosimo I de Medici. Questo secolo venne anche ricordato per una serie di sciagure dovute alla pestilenza e alla carestia, che colpirono queste terre, mettendo nuovamente in crisi l’economia della città.

La ripresa economica della città, porta a vivere in essa molte famiglie aristocratiche che qui edificarono i loro palazzi. L’apice venne raggiunto con al potere i Lorena, in quanto fu decisa la definita bonifica della Valdichiana, oltre al potenziamento della viabilità su rotaia, nel 1866 Arezzo fu collegata direttamente con Firenze e Roma, divenendo un nodo importante per i traffici commerciali e dello spostamento di persone. Questo permise una lenta ricrescita della popolazione aretina, sul finire del XIX sec. nacque la Banca Mutua Popolare Aretina che diverrà la Banca Popolare dell’Etruria e del Lazio.

Nel 1799 Napoleone Bonaparte conquistò Arezzo e tutto il Ducato di Toscana, che tornerà ai granduchi solo dopo il congresso di Vienna del 1815.

Nel 1861 a seguito del plebiscito, tutto il ducato si annetté al Regno d’Italia.

Durante la seconda guerra mondiale Arezzo fu una di quelle città che dovette pagare un enorme contributo di sangue, a seguito dei numerosi raid aerei e dell’esercito nazifascista. Qui operò sul fronte una cerchi di partigiani che riuscirono a sbaragliare il nemico e a riprendersi la città di Arezzo il 16 luglio del 1944. Per il contributo della resistenza la città fu insignita della medaglia d’oro al valor militare, conferita dall’allora presidente della Repubblica Sandro Pertini nel 1984.