Autour du nom d'Arzignano se sont accumulées des légendes que les chercheurs ont peu à peu démontées : celle d'un temple dédié au dieu Janus, Arx Jani, n'a aucun fondement archéologique, et l'hypothèse d'un noble romain nommé Argenius, propriétaire du domaine, ne résiste pas non plus à un examen sérieux. Plus solide semble la dérivation du vénitien arzere, digue : un nom qui raconte des siècles de lutte des paysans du fond de vallée contre les crues du torrent Chiampo, comme pour les communes homonymes d'Arzergrande et de Cavarzere, toutes nées au bord de fleuves impétueux. Au-dessus du hameau de Castello, l'esplanade de San Matteo conserve encore les blocs équarris d'un castellaro de l'âge du Bronze, antérieur à la forteresse scaligère bâtie sur les vestiges d'une fortification romaine.
En janvier 1413 cette forteresse fut assiégée par les troupes hongroises de Pippo Spano, à la solde du roi Sigismond en guerre contre Venise. Aux habitants d'Arzignano, à court de vivres, ne resta qu'un voeu à sainte Agathe, et le cinq février, jour de sa mort, le siège fut levé, peut-être trompé par le stratagème consistant à jeter du haut des murailles grains et nourriture pour simuler d'abondantes réserves. Depuis lors, chaque année, une procession en costume médiéval renouvelle ce voeu, offrant cire et ducats d'argent à la paroisse de sainte Agathe, et a donné naissance à un jumelage avec Catane, ville natale de la sainte. Aujourd'hui la vallée vit surtout du tannage des peaux, un district industriel qui a transformé le paysage de la vallée du Chiampo.