A helytörténészek többsége egyetért abban, hogy a városnév személynévi eredetű: a település feltehetőleg egy Popo nevű bajor    lovagról kapta a nevét, aki az államalapítás korában a mai város helyén kialakult udvarház elöljárója lehetett. A legelfogadottabb feltevés szerint Gizella királyné kíséretével érkezett Magyarországra, de van olyan nézet, amely szerint a honfoglalás előtt, még a Frank Őrgrófság korában élt itt. Valószínűleg tőle származott a Pápa nemzetség, melynek a későbbi századokban a város környékén voltak birtokai. A német eredet mellett szól, hogy középkori német  nyelvű metszeteken Poppo vagy  Poppa néven jelzik a várost.

A legismertebb monda szerint, amelyet már Bél Mátyás is feljegyzett 1735-ben, I. István király ezen a helyen találkozott a Rómából visszatérő Asztrik püspökkel, aki átadta neki a II. Szilveszter pápától hozott koronát. Ekkor a király így kiáltott fel: „Ecce papa misit mihi coronam”, vagyis „Íme, a pápa koronát küldött nekem”, a nép pedig az egyházfő iránti tiszteletből és hálából nevezte el Pápának a frissen alapított várost. Enessey György 1799-ben megjelent munkájában a púp szóból eredeztette Pápa nevét, mivel a város egy dombon épült.

A települést először 1214-ben említik oklevélben. A birtokrész határainak leírása során említik az „utat, ami Pápáról jön” („viam, quae venit de Papa”). A település már ekkor udvarnokispánsági központ, és főesperesi székhely, ami kiemelte a környék többi települése közül. A XIII. század végén betelepített hospesek (telepesek) révén megindulhatott a városias fejlődés útján.  A XIV. század végétől „oppidum”-ként, azaz mezővárosként emlegetik az oklevelek, sőt esetenként használják Pápával kapcsolatban a „civitas” terminust is. Pápa a késő-középkorban fejlett iparos-kereskedő város. Saját pecséttel rendelkezett, a városban céhek működtek. Magasan Veszprém megye legnépesebb települése volt ekkor. 

A város szerepe 18. század közepétől kezdett kibővülni és azóta is működő iskolák jöttek létre. A 19. század közepén már jó hírű iskolaváros. Országos hírű iskolája az 1531-ben alapított Pápai Református Kollégium, ahová Petőfi Sándor és Jókai Mór is járt. A másik hasonló hírnévvel rendelkező iskola a pálos rend által 1638-ban alapított, mai Türr István Gimnázium, ahová a kiegyezés megkötője, Deák Ferenc is járt.

Történelmének egyik fontos eleme a jelenleg Kanadában élő Kluge      família kékfestő műhelye. Ezt 1786-ban hozták létre Pápán. A műhelyt a Tapolca-patak vize táplálta. A 19. századig kézi erővel, míg később már gőzgépekkel történt a kékfestés, ami a századfordulón a legjobbak közé tartozott Magyarországon. Az államosítás során 1956-ban a termelés megszűnt. A helyén 1962 óta múzeum működik, amely bemutatja a nagy múltú mesterséget.

A Fő tér megújítása 2011 és 2013. június 14. között megtörtént. A megújult Esterházy kastély főépületének átadására 2015. április 17-én került sor. 2019. szeptember 28-án került sor a Esterházy Kastély újjá alkotott, díszes kovácsoltvas kapujának az átadására: Egy pápai jelkép újjá született.