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: el más culto de las tribus celtíberas, agrario y con una poderosa organización militar. El rastro más evidente de romanización que queda en la ciudad es el Puentecillas, cuyo primitivo origen romano ha sido remodelado varias veces. En la Hispania visigoda fue sede episcopal de la Iglesia católica. Se desarrolló como ciudad durante la Reconquista por los reyes asturleoneses. 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 del Reino de León y del Reino de Castilla.
Alfonso VIII de Castilla fue el más decidido impulsor de la ciudad, al concederle fueros y el primer concejo libre, y establecer entre los años 1208 y 1212, a instancias del Obispo Tello Téllez de Meneses, una institución educativa que fue la primera Universidad de España denominada Universidad de Palencia o Estudio General de Palencia.
Es también de destacar que, en 1388, mientras los palentinos estaban fuera de la ciudad, tropas del Duque de Lancaster llegaron con intención de saquear la ciudad, la cual fue defendida valerosamente por las mujeres palentinas evitando que Lancaster sometiera a Palencia. Por ello se premió a la mujer palentina con la banda amarilla de honor, que sólo podia llevar los hombres y que hoy día queda patente en el traje regional.
Es en el siglo XIV cuando la importancia y el volumen que había ido adquiriendo la ciudad obligan a la edificación de una nueva catedral capaz de satisfacer las necesidades de una población pujante. El edificio se construyó sobre las ruinas del anterior de estilo románico, y a su vez sobre las anteriores de la catedral visigoda, quedando de todas ellas vestigios en la edificación actual. Aunque la primera piedra de la nueva catedral se colocó en 1321, las obras no “concluyeron” hasta finales del siglo XVI.
La prosperidad económica del siglo XVI convirtió a Palencia, junto a otras provincias castellanas, en el corazón económico y demográfico del Imperio español. Ya en el siglo XVIII, el acontecimiento más beneficioso para la vida de la ciudad fue la construcción del canal de Castilla impulsada por el rey Fernando VI continuada con Carlos III, una de las más representativas obras de ingeniería civil de la época en Europa.
El siglo XX dejó una importante huella en la ciudad. La I Guerra Mundial y la Guerra Civil Española favorecieron, hasta cierto punto, el desarrollo económico de la ciudad, cuyas industrias (harina, lana, armas) eran imprescindibles para el abastecimiento de los beligerantes.
En el siglo XX destacó la actividad creativa de importantes artistas palentinos, como el escultor Victorio Macho con su célebre Cristo del Otero y su Monumento a Berruguete o el arquitecto Jerónimo Arroyo que dejó en la ciudad multitud de edificios y palacios como el Palacio de la Diputación, el Colegio Villandrando , el Instituto Jorge Manrique o el actual Centro de Salud de la Puebla.
