La patrona di Civitavecchia è santa Fermina, festeggiata il 28 aprile: già nel Seicento lo stemma cittadino la raffigurava, prima di essere sostituito, nel secolo successivo, dalla quercia che ancora oggi lo caratterizza.
La città sorse come Centumcellae per volontà dell'imperatore Traiano, che intorno al 110 d.C. avviò la costruzione del porto e stabilì nelle vicinanze la propria residenza per seguirne direttamente i lavori: la prima attestazione del toponimo compare in una lettera di Plinio il Giovane. Nell'828, dopo un'invasione saracena, la popolazione abbandonò il centro rifugiandosi prima sui monti e poi in un nuovo insediamento chiamato Cencelle, per farvi ritorno solo nell'889, cambiando il nome della città in Civitas Vetula.
Durante la seconda guerra mondiale Civitavecchia subì una devastazione di proporzioni eccezionali: settantasei bombardamenti aerei fra il maggio 1943 e il giugno 1944 distrussero il novantacinque per cento degli edifici pubblici e privati, fra cui la cattedrale, il quartiere medievale e l'antica Rocca. Il primo raid, il 14 maggio 1943, causò circa quattrocento morti, rese inagibile il porto e costrinse il municipio a trasferirsi temporaneamente a Santa Marinella. Oggi il porto di Civitavecchia è fra i più importanti d'Italia, primo scalo europeo per numero di crocieristi in transito.