Schutzpatronin von Civitavecchia ist die heilige Fermina, gefeiert am 28. April: Bereits im 17. Jahrhundert zeigte sie das Stadtwappen, bevor es im folgenden Jahrhundert durch die bis heute charakteristische Eiche ersetzt wurde.
Die Stadt entstand als Centumcellae auf Wunsch Kaiser Trajans, der um 110 n. Chr. den Bau des Hafens begann und in der Nähe seine eigene Residenz errichtete, um die Arbeiten direkt zu überwachen: Die erste Erwähnung des Ortsnamens findet sich in einem Brief des jüngeren Plinius. Im Jahr 828 verließ die Bevölkerung nach einer sarazenischen Invasion die Siedlung, flüchtete zunächst in die Berge und dann in eine neue Siedlung namens Cencelle, um erst 889 zurückzukehren und den Namen der Stadt in Civitas Vetula zu ändern.
Während des Zweiten Weltkriegs erlitt Civitavecchia eine Verwüstung außergewöhnlichen Ausmaßes: sechsundsiebzig Luftangriffe zwischen Mai 1943 und Juni 1944 zerstörten fünfundneunzig Prozent der öffentlichen und privaten Gebäude, darunter die Kathedrale, das mittelalterliche Viertel und die alte Rocca. Der erste Angriff am 14. Mai 1943 forderte etwa vierhundert Todesopfer, machte den Hafen unbrauchbar und zwang die Gemeindeverwaltung, vorübergehend nach Santa Marinella umzuziehen. Heute zählt der Hafen von Civitavecchia zu den bedeutendsten Italiens und ist der führende europäische Hafen nach Zahl der durchreisenden Kreuzfahrtpassagiere.