Il più antico reperto archeologico che testimonia l'esistenza di Visso (Vissu in dialetto locale) è di epoca romana, un'epigrafe funeraria datata tra il I secolo a.C. e il I secolo d.C. Tutte le altre notizie che testimoniano la presenza di un villaggio 907 anni prima di Roma e fondato dalla tribù sabina dei Naharci, chiamato Vicus Elacensis, alla confluenza dei fiumi Ussita e Nera sono probabili, ma non provate. Ma nel 576 sappiamo che il territorio di Visso passò sotto il ducato di Spoleto per via dei Longobardi, che intorno al 575 avevano occupato quei territori. Intorno al Mille le popolazioni che abitavano sulle montagne vissane scesero a valle probabilmente per comodità di commercio, dando vita ad un centro indicato con il nome di Visse. Quando il ducato di Spoleto divenne del Papa, Visso venne affidato ai Da Varano, duchi di Camerino, che la tennero ad intermittenza fin quando i papi non l'affidarono definitivamente a governatori, uno dei quali fu il padre del Cardinale Mazzarino, segretario del re di Francia.
Nel 1400 il borgo conobbe i saccheggi delle compagnie di ventura, tanto che quel periodo è passato alla storia come "la ruina di Visso", anche grazie al ripetersi dell'infausto fenomeno della peste. La mancanza di spazi coltivabili in un terreno così montuoso spinse da sempre i vissani a spostarsi su territori distanti dal centro, fu così che nacquero delle dispute con Camerino, Norcia, Montefortino, Montemonaco e Acquacanina. Celebre la battaglia del 1522 - Battaglia del Pian Perduto - contro Norcia per accaparrarsi i terreni di Gualdo e del Pian Perduto: le gesta dello scontro sono narrate nel poema omonimo composto in rime da Berettaccia, poeta-pastore di Castelsantangelo sul Nera, vissuto nel 1600. Fin dalla sua costituzione e finché non venne invaso dall'esercito napoleonico, il borgo di Visso fu diviso in "guaite" (contrade):
- Guaita Plebis (il centro)
- Guaita Uxitae (Ussita)
- Guaita Montana (Castelsantangelo sul Nera)
- Guaita Villae (Villa Sant'Antonio)
- Guaita Pagese (Cupi, Macereto, Aschio)
A presiedere il governo centrale di Visso vi erano i Priori, rappresentanti ognuno di una guaita.
Nel 1799 Napoleone Bonaparte assoggettò Visso prima al dipartimento del Clitunno e poi a quello del Trasimeno, accorpando al comune le frazioni di Saccovescio, Castelvecchio, Sant'Eutizio, Campi, Ancarano, Croce, Orvano, Fematre, Riofreddo, Chiusita, Mevale e Rasenna. Nel 1822, dopo il congresso di Vienna (1815), Visso che era tornato sotto lo stato pontificio, ottenne il rango di "Città", per via dell'importanza che rivestiva nel territorio umbro. Dopo la proclamazione del Regno d'Italia Visso venne staccata dall'Umbria e accorpata alla provincia di Macerata. Durante la seconda guerra mondiale, vide operare nel suo territorio i partigiani Pietro Capuzi e Carla Voltolina. Dal 1993 Visso è la sede del Parco nazionale dei Monti Sibillini.
Il 26 e il 30 ottobre 2016 il comune è stato epicentro di tre scosse sismiche che hanno prodotto ingenti danni agli edifici del centro storico. Il 30 marzo 2017, alcuni membri del corpo italiano de "I Caschi Blu della cultura" andarono a salvare i tesori culturali di alcune regioni devastate dal sisma e scoprirono, tra le rovine della Chiesa di San Francesco, un affresco probabilmente dipinto dal maestro Paolo da Visso del XV secolo.