La terminación -briga, según los filólogos, es de origen celta y tiene la acepción genérica de significar fortaleza.
Identificada como la Segóbriga romana a raíz de los testimonios de autores clásicos como Plinio, Estrabón o Ptolomeo y de historiadores autóctonos, podemos afirmar que la romanización del Alto Palancia fue profunda. Al paso de la antigua calzada que comunicaba la costa (Saguntum) con el interior en su camino hacia Bílbilis (Calatayud), la Época Romana trajo consigo un importante desarrollo de todo el valle del Palancia atestiguado por los abundantes restos conservados en varias poblaciones de la comarca y otros actualmente desaparecidos, mencionados en las fuentes antiguas como cerámica, monedas y lápidas. El Cerro de Sopeña continúa estando ocupado en la época romana, aunque tal vez fue entonces cuando se abandona como lugar de habitación trasladándose la población hacia el valle en busca de las fértiles tierras del llano.
El hecho más importante de Segóbriga en la época visigoda, es la constancia histórica de la existencia de su sede episcopal, por cuanto que en el año 546 se celebró el concilio Valentino, al que concurrió el prelado segobricense, según diversas fuentes. Al convertirse el rey Recaredo al Cristianismo se celebró, en el año 589 el II Concilio de Toledo. El primer obispo conocido de Segorbe fue Próculo que ocupó el asiento 28 en este concilio. A partir de entonces hay referencias de la asistencia a casi todos los Concilios de Toledo por parte de los obispos de Segorbe.
Con la conquista musulmana Segorbe se convierte en una pequeña ciudad rural que, protegida por su castillo, se extendía por las faldas del cerro. Estrechas callejas, placetas, recodos y casas arracimadas en las cuestas no ocultan hoy el origen musulmán del casco antiguo de la población. En el año 1229 la ciudad estaba en poder de Zeyt Abuzeyt, antiguo rey moro de Valencia que, al ser expulsado por Zayan, pasó a residir en su castillo.
Más tarde, en 1245, Jaime I incorporó Segorbe a la corona aragonesa tras un pacto con Zeyt, en la que permanecerá hasta el siglo XV cuando Segorbe se transforma en Ducado, aunque siempre vinculado a la familia real. Entre los señores de Segorbe destaca Dña. María de Luna, esposa del rey D. Martín “El Humano” y por tanto reina de Aragón, con la que el Alcázar segorbino pasó a ser residencia real, o el infante D. Enrique de Aragón y Pimentel, más conocido como “Infante Fortuna”, primero que utilizó el título de Duque de Segorbe, quien realizó importantes obras en el castillo dotándolo de numerosos aposentos, capilla con ricos ornamentos (a ella pertenecía la “Virgen de la Leche” actualmente en el museo catedralicio), columnas de mármol,, transformándolo en edificio “ … muy hermoso con muchas piezas y estancias hermosas y bien labradas …”como recuerda Martín de Viciana.
Segorbe ha jugado en tiempos pasados un importante papel dentro de la Corona de Aragón. Por aquí pasaron los ejércitos del rey D. Jaime en su marcha hacia Valencia, en ella se convocaron Cortés y residió y recibió apoyo el nieto del rey D. Martín “El Humano”, D. Fadrique, uno de los pretendientes a la Corona de Aragón en el conflicto resuelto por el Compromiso de Caspe a favor de Fernando de Antequera.
Tras la Edad Media, la ciudad siguió asumiendo su condición de centro urbano de cierta importancia en el conjunto de la actual Comunidad Valenciana durante los siglos posteriores. Entrado el siglo XIX, comenzó un lento declive al quedar primero descartada por el gobierno central como capital de la provincia (lo llegó a ser en 1813 y 1816), y posteriormente por la fallida industrialización de finales de siglo (de base primordialmente textil) que provocó su estancamiento económico definitivo. No obstante, el siglo XIX es aún rico en hechos (fue la segunda ciudad española en disponer de alumbrado público eléctrico) y personajes de cierta relevancia e interés, caso del Canónigo D. Miguel Cortés, liberal que participó en las Cortes de Cádiz, de varios segorbinos que alcanzaron el cargo de gobernadores provinciales, como D. Gonzalo Valero y Montero, de científicos como el botánico D. Carlos Pau o de exploradores e ingenieros de renombre nacional como D. Julio Cervera y Bavier.
Debido a su categoría de Sede Episcopal, que se mantiene en la actualidad, por Segorbe han pasado personajes de renombre como Benedicto XIII (el Papa Luna) que fue canónigo de la Catedral, como también Rodrigo de Borja, más tarde Alejandro VI, los obispos Cano, Ahedo o Fray Luis Amigó.