Schutzpatronin von Piombino ist die heilige Anastasia, gefeiert am 8. Mai: Im 17. Jahrhundert wurde ihr ein großes Stadtkloster gewidmet, von dem heute noch der Kreuzgang und einige Inschriften erhalten sind, bevor 1805 die Fürstin von Piombino, Elisa Bonaparte Baciocchi, dessen Kirche entweihen ließ, um ein modernes Krankenhaus einzurichten.
Der Name Piombino selbst ist eng mit Populonia verbunden, der antiken Hafenstadt, die die bedeutendste der etruskischen Zwölfstädtebundes war, gegründet am Nordhang des Monte Massoncello: Nach der anerkanntesten Hypothese leitet sich „Piombino“ tatsächlich von „Populino“, kleines Populonia, ab. Die etruskische Stadt, bereits im 5. Jahrhundert vom Dichter Rutilius Namatianus als „tot“ beschrieben, wurde 546 von den Goten Totilas und 573 von den Langobarden geplündert, die Bischof Cerbonius zur Flucht auf die Insel Elba zwangen, von der Piombino durch den schmalen Kanal getrennt ist, der zugleich die Grenze zwischen Ligurischem und Tyrrhenischem Meer markiert. Als Hauptort des Val di Cornia wurde die Stadt in der Neuzeit zum führenden Zentrum der toskanischen Stahlindustrie und zählt heute zu den wichtigsten italienischen Häfen im Passagierverkehr.