Los orígenes históricos de la ciudad quedan inciertos, pero de lo que sí hay constatación arqueológica es de asentamientos prerromanos en el solar de la ciudad actual, a la que los celtíberos denominaron Pallantia. El pueblo que la ocupó fue el de los vacceos: culto, agrario y con una poderosa organización militar.
Con los visigodos llegó la etapa de mayor esplendor para la ciudad, pues la constituyeron en sede de la corte, además que desde el siglo IV también era sede episcopal de relieve.
La Edad Media es el período más turbulento de la historia de la ciudad, pero también el de mayor proyección en los acontecimientos en la historia de Castilla.
Alfonso VIII fue el más decidido impulsor de la ciudad, al concederle fueros y el primer concejo libre, y establecer en ella la primera Universidad de España.
La prosperidad económica del siglo XVI convirtió a Palencia, junto con las otras provincias castellanas, en el corazón económico y demográfico del Imperio.
Uno de los acontecimientos más beneficiosos para la vida de la ciudad durante el siglo XVIII fue la construcción del Canal de Castilla por Carlos III.
Las guerras del siglo XX, como la I Guerra Mundial o la Guerra Civil, favorecieron hasta cierto punto el desarrollo económico de la ciudad, cuyas industrias (harinera, lanera y de armas) eran imprescindibles para el abastecimiento de los beligerantes.