Il paese compare nei documenti nel 1077, ma la sua fortuna comincia nel 1160, quando un certo Enotrio Serco alzò in cima al pendio la residenza fortificata che nei secoli sarebbe diventata un palazzo principesco. A cambiare tutto furono i Giustiniani, mercanti genovesi, ai quali Clemente VIII cedette Bassano nel 1595: nel 1605 il feudo fu eretto a marchesato e cominciarono i lavori — la casina di caccia detta «La Rocca», i granai, la chiesa di San Vincenzo, il ponte delle Vaschie — e arrivarono a lavorarci Francesco Albani, il Domenichino e Antonio Tempesta. Nel 1644 una bolla di Innocenzo X fece del feudo un principato, e cominciarono le visite dei papi e dei principi, fra cui Giacomo III Stuart, pretendente al trono d'Inghilterra; nel 1735 i Giustiniani portarono qui da Siena il maestro di maiolica Bartolomeo Terchi. Nel monastero di San Vincenzo, che è opera loro, si conserva la statua del primo Cristo della Minerva di Michelangelo.
Le altre chiese, invece, le hanno costruite le storie. La tradizione dice che san Graziliano, decapitato nel 313, apparve in sogno all'eremita che ne custodiva la reliquia a Capranica e gli ordinò di portare la sua testa a Bassano: l'eremita partì, e poco prima del paese la testa rotolò fra i cespugli. Lì, nel 1546, i bassanesi costruirono la chiesa di San Gratiliano. Poco lontano c'è Santa Maria dei Monti, eretta perché la Vergine avrebbe scacciato un drago e gli spiriti che tormentavano i pastori: la processione in suo onore si fa ogni anno dal 1479 e non si è mai interrotta. Il 5 maggio 1312 dormì qui l'imperatore Enrico VII, in viaggio verso Roma per l'incoronazione. Nella seconda guerra mondiale il paese fu occupato dal genio pontieri della Wehrmacht e i partigiani furono molto attivi: fra loro Mariano Buratti, medaglia d'oro al valor militare. Il nome, da Bassano di Sutri, è diventato Bassano Romano nel 1964.