Il territorio del Comune di Lonigo ha restituito ai posteri molti reperti storici che rimandano le origini della città all'epoca presistorica.
Nel II secolo a.C. popolazioni venete in parte romanizzate, probabilmente, fraquentarano questi luoghi, mentre, sempre nello stesso periodo, è certa la presenza di coloni romani, dimostrata dalle lapidi ritrovate in località Casalino e Colombaron. 
Il primo stanziamento di una popolazione permanente dovrebbe risalire al II secolo d. C. tra le attuali località di Santa Marina e San Tomà.
Alla fine del IX secolo l'abitato tra Santa Marina e San Tomà fu distrutto. Parte della popolazione si rifugiò a Bagnolo e parte si insediò nel centro di Lonigo dove oggi sorgono il Duomo e Villa Mugna e un castello.
Nel X secolo per la prima volta, viene utilizzato il nome di Lonigo (nella forma latina “Leunicus”) in un atto notarile rogato a Verona il 2 novembre 926. Negli anni successivi compaiono in atti notarili, notizie di compravendite di terreni avvenute “in Leunigus” o di persone residenti in “Leunigus” o in “castro Leunico”. Verso la fine dell'XI secolo Vicenza acquistò il territorio di Lonigo e lo mantenne fino a quando non diventò oggetto di contesa tra Guelfi e Ghibellini. Nel 1266 Lonigo passò sotto il dominio di Padova e nel 1311, sotto quello degli Scaligeri fino al 1387, anno nel quale Lonigo, con tutto il vicentino, fu sottomesso alla signoria di Gian Galeazzo Visconti.
Dopo la morte di Gian Galeazzo (1402), i territori viscontei conobbero un periodo di oscurità. Le lotte e le incertezze finiro con l'intervento della Repubblica di Venezia che estense la sua influenza a tutta la terraferma veneta.
L'8 maggio 1404, con il famoso “Patto di dedizione”, Lonigo legò, per quattro secoli, il suo destino a quello della gloriosa Repubblica di San Marco.
Sotto il governo della Serenissima, Lonigo era una Podesteria autonoma, governata da un Podestà nominato direttamente dalla Dominante, privilegio condiviso, nel vicentino, con la sola città murata di Marostica. 
Nel 1797, alla caduta della Serenissima, Lonigo con tutto il Veneto, fu ceduto , con il trattato di Campoformido stipulato da Napoleone, all'Austria.
Nel 1806 il Veneto fu aggregato al napoleonico Regno d'Italia, vassallo della Francia. Alla caduta dell'Impero napoleonico il Congresso di Vienna (1815) assegnò i territori del Governo Veneto all'Austria che, unendoli al Milanese, costituì il Regno Lombardo-Veneto, del quale Lonigo fece parte fino al 1866, anno dell'annessione al Regno d'Italia.
Sotto il governo Austriaco Lonigo conobbe un periodo di notevole prosperità e nel 1834 fu insignita da S.M. Apostolica l'Imperatore d'Austria Francesco I del titolo di Città. 
L'ottocento fu il secolo di maggior splendore economico per Lonigo, sotto la spinta del Principi Giovanelli e delle più importanti famiglie si affermò l'industria, in particolare quella della seta che, accanto alla ricca agricoltura, fecero di Lonigo la piccola capitale del Basso Vicentino.
Lonigo oggi vanta monumenti insigni, come Villa Pisani di Bagnolo, commissionata dalla nobile famiglia veneziana dei Pisan, al Palladio nel 1544; Palazzo Pisani, (1557), sede municipale ora in corso di restauro; la Rocca Pisana, costruita nel 1576 da Vincenzo Scamozzi per Vettor Pisani; Villa San Fermo - Giovanelli, costruita nel 1877 sulle rovine di Palazzo Contarini per volere del Principe Andrea Giovanelli; il Teatro Comunale, costruito nel 1891 su progetto dell'architetto Carraro e inaugurato il 23 ottobre 1892, che è stato completamente restaurato.
Di grande valore storico-artistico sono anche le chiese di Lonigo, come il Santuario della Madonna dei Miracoli, costruita alla fine del XV secolo sulle rovine di una chiesa più antica, a celebrazione del fatto miracoloso del 1486; la Chiesa Vecchia dedicata ai SS. Cristoforo, Quirico e Giulitta, che risale al XIII secolo ma che fa completamente ricostruita nel XVII; il Duomo (1877) eretto su un'antica chiesa dedicata a S. Marco che fu consacrato nel 1895.