Việt Trì là vùng đất nằm ở vị trí chuyển tiếp từ địa hình đồi núi sang địa hình đồng bằng, đỉnh của tam giác châu thổ sông Hồng. Từ trung tâm thành phố nhìn về phía tây nam là núi Ba Vì, phía Đông Bắc là dãy núi Tam Đảo. Ở phía tây tây bắc thành phố là núi Nghĩa Lĩnh, nơi có đền thờ các vua Hùng. Trải qua biết bao thăng trầm của lịch sử, vùng đất Việt Trì đã nhiều lần thay đổi ranh giới hành chính và sự phân cấp quản lý hành chính.

Vào thời đại Hùng Vương, vùng Việt Trì - Bạch Hạc là trung tâm chính trị - kinh tế và được coi là kinh đô của Nhà nước Văn Lang.

Dưới thời thuộc Hán, vùng Việt Trì thuộc về huyện Mê Linh, quận Giao Chỉ.

Thời Tam Quốc - Lưỡng Tấn và thời nhà Tuỳ (thế kỷ III đến thế kỷ VI) thuộc huyện Gia Ninh, quận Tân Xương.

Đời nhà Đường, vùng Việt Trì thuộc huyện Thừa Hóa, quận Phong Châu;

Thời Loạn 12 sứ quân (944-967), Việt Trì nằm trong khu vực chiếm giữ của sứ quân Kiều Công Hãn.

Thời Lý - Trần, Việt Trì thuộc về châu Thao Giang, lộ Tam Giang.

Thời nhà Lê, Việt Trì là một thôn thuộc xã Bạch Hạc, phủ Tam Đới (Tam Đái), trấn Sơn Tây.

Đầu thời Nguyễn, địa giới Việt Trì cơ bản vẫn giữ như thời Hậu Lê.

Năm 1832, vua Minh Mạng tiến hành cải cách hành chính, đổi tất cả các trấn trong cả nước thành tỉnh. Thôn Việt Trì thuộc về xã Bạch Hạc, huyện Bạch Hạc, phủ Tam Đái; sau đổi thành phủ Vĩnh Tường, tỉnh Sơn Tây.

Sau khi xâm lược nước ta, thực dân Pháp xáo trộn lại các đơn vị hành chính cũ, lập ra những tỉnh mới nhỏ hơn trước để dễ quản lý và đàn áp. Việt Trì tách khỏi xã Bạch Hạc, trở thành một làng trong tổng Lâu Thượng, huyện Hạc Trì; còn xã Bạch Hạc vẫn nằm trong huyện Bạch Hạc, phủ Vĩnh Tường, tỉnh Vĩnh Yên.

Nhận rõ Việt Trì là cửa ngõ án ngữ các tuyến đường giao thông thủy, bộ ở phía Bắc Việt Nam, không chỉ có vị trí quan trọng về mặt kinh tế mà còn là tiền đồn trọng điểm về quân sự, ngày 22 tháng 10 năm 1907, toàn quyền Đông Dương ra Nghị định thành lập thị trấn Việt Trì và đặt trung tâm huyện lỵ Hạc Trì tại đây.

Cách mạng tháng 8-1945 thành công, Việt Trì thuộc liên xã Sông Lô bao gồm các xã: Lâu Hạ, Hạ Giáp, Thuần Lương, Việt Trì làng và Việt Trì phố.

Tháng 2 năm 1945, thị trấn Việt Trì được tái lập gồm ba khu phố: Thuần Lương, Việt Hưng và Việt Lợi.

Ngày 7 tháng 6 năm 1957, Thủ tướng Chính phủ ban hành Nghị định cho sáp nhập thị trấn Bạch Hạc thuộc huyện Vĩnh Tường, tỉnh Vĩnh Phúc về thị trấn Việt Trì và chuyển thành thị xã Việt Trì.

Ngày 1 tháng 9 năm 1960, Chính phủ quyết định sáp nhập 4 xã: Minh Khai, Minh Phương, Lâu Thượng, Tân Dân của huyện Hạc Trì vào thị xã Việt Trì.

Ngày 4 tháng 6 năm 1962, Hội đồng Chính phủ ra Quyết định số 65/CP thành lập thành phố Việt Trì trực thuộc tỉnh Phú Thọ trên cơ sở thị xã Việt Trì. Cũng trong năm này, Chính phủ ra quyết định giải thể huyện Hạc Trì, chuyển 2 xã: Hùng Thao (nay là xã Cao Xá) và xã Thống Nhất (nay là xã Thụy Vân) nhập vào huyện Lâm Thao, những xã còn lại nhập vào Thành phố Việt Trì; chia xã Chính Nghĩa thành 2 phường: Tiên Cát và Vân Cơ; xã Minh Khai đổi tên thành xã Sông Lô.

Cũng trong ngày 26-1-1968, Uỷ ban thường vụ Quốc hội nước Việt Nam Dân chủ Cộng hòa ra Nghị quyết số 504-NQ/TVQH tiến hành hợp nhất hai tỉnh Phú Thọ và Vĩnh Phúc thành tỉnh Vĩnh Phú. Thành phố Việt Trì trở thành tỉnh lỵ của Vĩnh Phú. Sau năm 1975; thành phố Việt Trì có 4 phường: Tân Dân, Thanh Miếu, Tiên Cát, Vân Cơ; thị trấn Bạch Hạc và 6 xã: Quất Thượng, Sông Lô, Minh Phương, Dữu Lâu, Lâu Thượng, Minh Nông.

Ngày 27 tháng 6 năm 1977, các xã: Quất Thượng, Lâu Thượng và Sông Lô hợp nhất thành xã Trưng Vương[5].

Ngày 5 tháng 7 năm 1977, Hội đồng Chính phủ ra Quyết định hợp nhất và điều chỉnh địa giới một số huyện thuộc tỉnh Vĩnh Phú. Các xã Vân Phú, Phượng Lâu của huyện Phù Ninh, xã Thụy Vân của huyện Lâm Thao, thôn Mộ Chu Hạ, thôn Lang Đài của xã Bồ Sao, huyện Vĩnh Tường sáp nhập về thành phố Việt Trì[6] (trong đó, các thôn Mộ Chu Hạ, Lang Đài được sáp nhập vào thị trấn Bạch Hạc).

Ngày 13 tháng 1 năm 1984, Hội đồng Bộ trưởng ra Quyết định phân vạch địa giới xã, phường của Thành phố Việt Trì. Theo đó, giải thể thị trấn Bạch Hạc để thành lập phường Bạch Hạc; đồng thời chia lại các phường cũ, lập các phường mới: chia phường Thanh Miếu thành 2 phường: Thanh Miếu và Thọ Sơn; chia phường Vân Cơ thành 3 phường: Gia Cẩm, Nông Trang, Vân Cơ[7].

Ngày 11 tháng 10 năm 1986, chia xã Trưng Vương thành 2 xã: Sông Lô, Trưng Vương[8]. Đến thời điểm này, thành phố Việt Trì gồm 8 phường: Bạch Hạc, Thanh Miếu, Thọ Sơn, Tiên Cát, Gia Cẩm, Nông Trang, Vân Cơ, Tân Dân và 8 xã: Dữu Lâu, Minh Phương, Minh Nông, Vân Phú, Sông Lô,Trưng Vương, Phượng Lâu, Thụy Vân.

Ngày 6 tháng 11 năm 1996, Quốc hội khoá IX ra Nghị quyết tách tỉnh Vĩnh Phú thành 2 tỉnh Vĩnh Phúc và Phú Thọ, thành phố Việt Trì tiếp tục là trung tâm chính trị- kinh tế- văn hoá của tỉnh Phú Thọ[9].

Ngày 8 tháng 4 năm 2002, Chính phủ ra Nghị định số 39/2002/NĐ-CP, thành lập phường Dữu Lâu (trên cơ sở giải thể xã Dữu Lâu) và phường Bến Gót (tách ra từ phường Thanh Miếu) thuộc thành phố Việt Trì[10].

Sau nhiều năm tập trung đầu tư xây dựng và phát triển, ngày 14 tháng 10 năm 2004, Thủ tướng Chính phủ ký quyết định số 180/QĐ- TTg công nhận thành phố Việt Trì là đô thị loại 2[11].

Ngày 10 tháng 11 năm 2006, chuyển 3 xã: Chu Hóa, Hy Cương, Thanh Đình của huyện Lâm Thao và 2 xã: Hùng Lô, Kim Đức của thuộc huyện Phù Ninh về thuộc thành phố Việt Trì quản lý[12].

Ngày 29 tháng 5 năm 2008, chuyển toàn bộ diện tích tự nhiên và nhân khẩu của xã Tân Đức thuộc huyện Ba Vì, tỉnh Hà Tây (cũ) về thành phố Việt Trì của tỉnh Phú Thọ quản lý theo Nghị quyết của Quốc hội về việc điều chỉnh địa giới hành chính giữa tỉnh Hà Tây và tỉnh Phú Thọ[13].

Ngày 5 tháng 5 năm 2010, thành lập 3 phường: Minh Nông, Minh Phương và Vân Phú trên cơ sở 3 xã có tên tương ứng[14].

Ngày 4 tháng 5 năm 2012, Thủ tướng Chính phủ đã ra Quyết định công nhận thành phố Việt Trì là đô thị loại 1 trực thuộc tỉnh Phú Thọ[1].

Ngày 17 tháng 12 năm 2019, sáp nhập xã Tân Đức vào phường Minh Nông.[15]

Thành phố Việt Trì có 22 đơn vị hành chính cấp xã trực thuộc, gồm 13 phường và 9 xã như hiện nay.