El solar donde se asienta la ciudad de Herrera de Pisuerga (Palencia), parece ser que ya estuvo poblado en tiempos prehistóricos, ya que se han encontrado restos del período Paleolítico; también se han encontrado restos romanos, correspondientes al emplazamiento de la ciudad romana de Pisoraca, levantada el año 26 a.C. sobre los cimientos de otra ibero-romana para el emplazamiento base de la Legión IV Macedónica, creada por Julio Cesar el año 48 a.C., donde permaneció acantonada más de ochenta años, hasta el 40 d.C. que fue trasladada a Germania; tenía encomendada la misión de someter y doblegar a los revoltosos cántabros y astures. En la villa, además de las instalaciones militares para alojar la legión, se construyeron viviendas civiles con centros de artesanía, tales como: alfarería, telares, fábrica de útiles de hueso y metal, etc. La villa continuó prosperando en población y riqueza durante el Imperio Romano hasta que su caída el año 409 d.C., facilitó la llegada de los visigodos, quienes también acuartelaron fuerzas militares en la villa para el control de la zona. 

Con la invasión sarracena, la villa quedó despoblada, y aunque tras la reconquista cristiana de manos agarenas durante el siglo IX se repobló, la villa no recuperó el volumen poblacional y menos la vida y lustre económico que disfrutaba antes de la invasión mora. Dos siglos después, la villa figuraba como cabeza de un alfoz, y aparecía mencionada en un documento como «Ferrera», vocablo que probablemente provenga del latín «terram ferrariam» o lugar ferruginoso.

En 1130, el rey de León Alfonso VII el Emperador apresó al conde Pedro González de Lara, debido a sus intrigas, asonadas y abiertas rebeliones contra la corona, que causaban muchos problemas y distorsiones en la apacible convivencia del reino, logrando, al año siguiente, la rendición del castillo de Herrera de Pisuerga en poder de los seguidores del conde. 

El 1177, murió Nuño Pérez de Lara, tercer hijo legítimo del conde Pedro González de Lara, quien en el momento de su muerte figuraba como tenente del castillo de Herrera, lo que nos induce a pensar que la familia Lara había recuperado el favor de la corona. 

En 1330, Alfonso XI, nieto de María de Molina, compró la fortaleza con la villa y algunas aldeas vecinas por 180.000 maravedíes, y les otorgó una serie de privilegios con el fin de favorecer la repoblación y mejoramiento como lugares de realengo; pues estas villas, aldeas y lugares estaban arrasadas todas ellas por los ataques y saqueos llevados a cabo por Fernán Ruiz de Castañeda, hijo primogénito del noble gallego Pedro Fernández de Castro, quien también era el padre de Juana de Castro, más tarde esposa de Pedro I el Cruel, éste nombró a su cuñado, Fernán Ruiz de Castañeda, alférez y adelantado mayor de Castilla.

Durante el primer cuarto del siglo XV, la amurallada villa de Herrera y sus pedanías que aún figuraban como posesión de la corona de Castilla, lugares de realengo, fueron donadas, enfeudadas, por el rey Juan II de Castilla, a Pedro Fernández de Velasco y Solier, primer conde de Haro; con posterioridad, estas donaciones fueron incorporadas al mayorazgo principal de la Casa de los Fernández de Velasco, quienes además hicieron acopio, por compra, de diversas heredades próximas a sus posesiones hasta formar un gran núcleo señorial, que en 1470 heredó su primogénito, Pedro Fernández de Velasco y Manrique de Lara, segundo conde de Haro, a quién sucederá su hijo, Bernardino Fernández de Velasco y Mendoza, primer duque de Frías, segundo condestable de Castilla y tercer conde de Haro. 

Carlos I, en su primer viaje a España en 1517 para tomar posesión de las coronas de Castilla y Aragón, pasó por la localidad alojándose dos días en la casa de Íñigo Fernández de Velasco y Mendoza. Cinco años después, de regreso de Austria donde había sido elegido emperador del Sacro Imperio Romano Germánico, volvió a pasar por Herrera de Pisuerga y otra vez fue huésped de Íñigo Fernández de Velasco y Mendoza, cuarto conde de Haro.

En 1522, don Íñigo Fernández de Velasco redactó las nuevas ordenanzas de la villa, en las que entre otras cosas prohibía: que las casas adosadas a la muralla que rodeaba la villa pudieran abrir ventanas al exterior; la creación de muladares en el interior de sus muros y que se arrojasen basuras y escombros al foso. 

La construcción del Canal de Castilla entre 1760 y 1780, supuso un gran impulso económico y patrimonial para Herrera de Pisuerga, que se vería confirmado e incrementado con la entrada en funcionamiento del ferrocarril en torno a 1860; a partir de entonces Herrera obtuvo un nuevo y duradero medio de transporte y comunicación. Y para redondear privilegios, en 1902, la villa recibió el título de ciudad otorgado por la reina regente, María Cristina de Habsburgo-Lorena. 

La cerca contó con cuatro puertas: de Aguilar, de Santa María, de Prado y Homenaje o Nueva, de lo que hoy quedan pocos vestigios: la puerta Nueva exhibe al exterior el escudo de la familia Fernández Velasco adornado con el collar de la Orden del Toisón de Oro, mientras que en el interior cuenta con una hornacina plateresca donde se instala una talla en piedra de Nuestra Señora de la Piedad y la iglesia de Santa Ana; también se puede visitar un Aula Arqueológica que recrea la época de la legión romana.

Por su término municipal discurre el ramal norte del Canal de Castilla. Junto a la presa del Rey, construida para permitir al canal cruzar el Pisuerga, se encuentra un Centro de Interpretación del Canal, que permite conocer más a fondo esta obra de ingeniería del siglo XVIII.