Antiquité
Vers 200 avant J.-C., les Pétrocoriens habitaient la région située entre la Dordogne et la Vézère, selon Venceslas Kruta. Ils s'installent pendant cette période sur les hauteurs en rive gauche de l'Isle et créent, sur l'actuel territoire de Coulounieix-Chamiers, un camp fortifié à la Boissière, également connu sous le nom de la Curade.
Les Pétrocores étaient en Gaule et non en Aquitaine, car avant la conquête romaine, ces deux territoires étaient séparés par la rivière Garumna, comme l'a écrit Jules César.
En 52 avant J.-C., ils envoient à Vercingétorix environ 5 000 guerriers pour l'aider à affronter les légions romaines de Jules César.
En 27 avant J.-C., lors de l’organisation administrative de la Gaule effectuée par Auguste, Périgueux est placée dans la province aquitaine. Le camp de la Boissière est abandonné et la Vesunna gallo-romaine, future Périgueux, est créée entre 25 et 16 av. J.-C. Aux IIe ? IIIe siècle, cette cité romaine prospère et s'embellit avec temples, bains, amphithéâtre, forum, etc. ..
On attribue à Vesunna 15 000 à 20 000 habitants. À la fin du IIIe siècle, suite à l'invasion attribuée aux Alamans, la cité romaine se rétrécit sur cinq hectares et demi en se retirant sur un petit plateau derrière des remparts. Intégrant la moitié nord-ouest de l'amphithéâtre, ces murailles sont construites par remploi d’éléments des monuments de la ville (de ces remparts, des vestiges subsistent) et cette troisième cité prend le nom de Civitas Petrucoriorum (« cité des Pétrocores »).
Moyen Âge
Au nord-est et en bordure de l'Isle, un nouveau centre fortifié, le Puy-Saint-Front, se développe autour d'une abbaye à partir du Xe siècle et s'organise municipalement à la fin du XIIe siècle.
Pour se protéger des envahisseurs, les deux villes voisines édifient des murailles.
Pour assurer sauvegarde et assistance mutuelles, et pour que les rivalités s’éteignent, Périgueux naît en 1240 d'un traité d'union de deux bourgs implantés à quelques centaines de mètres l'un de l'autre : la Cité (la Vésone gallo-romaine), ville de l'évêque et du comte de Périgord, et la ville bourgeoise du Puy-Saint-Front.
Entre les comtes de Périgord et la nouvelle ville, diverses hostilités durent jusqu'en 1250, date à laquelle la discorde est apaisée par l'évêque Pierre III de Saint-Astier. Le comte Archambaud III a d'autres démêlés avec Périgueux : en 1266, c'est à propos de la fabrication de la monnaie, et en 1276 au sujet de la valeur de celle-ci.
Cette lutte de pouvoir continue de génération en génération, les comtes procédant chacun en parfaite harmonie avec les tendances générales des époques auxquelles ils se rapportent. Dans le principe, ils affectent la puissance souveraine, se prétendant eux-seuls possesseurs immédiats du bourg du Puy-Saint-Front au XIIe siècle, puis en allant chercher au siècle suivant l'obtention de la faveur royale.
Tout ceci se finit au XIVe siècle lorsque les derniers descendants marchent à leur ruine en se jetant têtes baissées dans les tentatives les plus hardies.
Viennent ensuite les batailles de la Guerre de Cent Ans entre 1337 et 1453 au cours desquelles Périgueux reste fidèle au royaume de France. Le comte et sa descendance, résidant le plus souvent dans leur château de Montignac, donnent allégeance au royaume d'Angleterre. Charles VI leur confisque terres et titres au profit de son frère Louis d'Orléans.
Pendant la période des guerres, par cession ou par mariage, de la famille d'Orléans, le Périgord passe un temps sous la main du duc de Bretagne, puis dans la maison d'Albret pour finir par rejoindre la couronne de France, lorsque son dernier comte, fils de Jeanne Albret, devient roi de France sous le nom de Henri IV.
Époque moderne
En mai 1472, par ses lettres patentes, le roi Louis XI confirme les privilèges de la ville, à la suite de la mort de Charles, duc de Guyenne, son frère.
Les guerres de religion sont plus meurtrières pour Périgueux que ne l'a été la guerre de Cent Ans. Périgueux est prise le 7 août 1575 par les calvinistes, commandés par Favas et Guy de Montferrand, puis pillée et occupée. Cette même année, au Puy Saint-Front, la châsse et le reliquaire contenant les restes du saint évêque sont volés, transportés au château de Tiregand où les ossements du saint sont jetés dans la Dordogne.
La ville reste entre les mains des protestants jusqu'en 1581, année où le capitaine Belsunce, gouverneur de la ville, se laisse enlever la ville par Jean de Chilhaud, catholique. En octobre 1651, lors de la Fronde, la ville accueille les troupes du prince de Condé. En août 1653, Périgueux reste la seule ville du Sud-Ouest hostile au roi, situation qui dure jusqu'au 16 septembre suivant, lorsque les habitants de la ville mettent dehors les frondeurs.
C'est en 1669 que le siège cathédral passe de Saint-Étienne-de-la-Cité, ruinée, à la cathédrale Saint-Front, ancienne église de l'abbaye du même nom. En mars 1783, la ville connait une des plus importantes crues de l'Isle, l'eau noyant la chaussée du pont Saint-Georges
Époque contemporaine
Le clergé, la noblesse et le tiers état, viennent de toute la province afin d'élire leurs députés aux États généraux de 1789.
Après la création des départements en 1790, l'assemblée départementale se réunit alternativement à Bergerac, Périgueux et Sarlat. Périgueux devient définitivement le chef-lieu de la Dordogne en septembre 1791.
Sous le Premier Empire, la ville, siège de la préfecture, s'agrandit en 1813 en fusionnant avec l’ancienne commune de Saint-Martin, et au XIXe siècle avec le faubourg des Barris, sur la rive gauche de l'Isle.
En 1857, Périgueux voit l'arrivée du chemin de fer venant de Coutras et à partir de 1862, l'installation des ateliers de réparation des locomotives et des voitures de la Compagnie du Paris-Orléans. Cette activité survit encore de nos jours dans le quartier du Toulon.
C'est aussi au XIXe siècle que travaillent deux architectes. Louis Catoire construit le Palais de justice, le marché couvert du Coderc et le Théâtre — aujourd'hui disparu — et divers immeubles de la place Bugeaud. Paul Abadie restaure la cathédrale Saint-Front.
En 1939, devant la menace allemande, les départements alsaciens et lorrains sont évacués et leurs habitants répartis dans les départements du Centre-Ouest et du Sud-Ouest de la France. Périgueux accueille alors dès le 5 septembre 1939 de nombreux Strasbourgeois, la mairie de Strasbourg s'installant rue Voltaire à Périgueux. Les services administratifs repartent à Strasbourg en juillet 1940 mais le maire Charles Frey reste à Périgueux jusqu'au 28 novembre 1944.
Le 10 mai 1944, la milice et la police de Vichy arrêtent et regroupent 211 personnes au Palace à Périgueux puis les transfèrent vers les chantiers du mur de l'Atlantique pour y effectuer des travaux forcés, les internent en Haute-Vienne ou les déportent vers l'Allemagne. Après avoir fusillé dans un premier temps 35 résistants, puis 14 autres qui avaient été internés, les Allemands quittent la ville sans combattre le 19 août 1944.