Il centro storico è ancora chiuso entro la robusta cinta delle mura medievali ed è situata sulla Via Cassia, che la collega con Roma. Il territorio è bagnato dal medio corso del Paglia a nord; dal Tevere, che ne segna per lunghi tratti il confine orientale; e da vari fiumi e torrenti tributari del Tirreno.
Tutto il territorio provinciale è di grande interesse turistico: dalle località ricche di testimonianze etrusche (Tarquinia, Tuscania, Vulci, Sutri, Blera), romane (come Ferento), medievali e rinascimentali (Viterbo, Caprarola, La Civita [Bagnoregio], Bomarzo).

Fortificata da Desiderio, re dei Longobardi e poi donata alla Chiesa da Pipino (755), nel X secolo era già un popoloso e prospero centro che divenne, proprio per queste sue caratteristiche oggetto di contesa fra papato e Impero. Dai documenti della fine dell' XI sec. la città risulta già come un Comune indipendente.Nel 1146 papa Eugenio III trovò rifugio in questa città insieme alla corte papale. Nel 1164 Viterbo fu sede dell'antipapa Pasquale III sostenitore del Barbarossa: non a caso, proprio in questa fase, nel 1167, fu elevata dall’imperatore al rango di città. Dopo un periodo di lotte vittoriose contro Ferento, nel 1207 fu da Innocenzo III creata capoluogo del Patrimonio di San Pietro, ma poco più tardi venne scomunicata dallo stesso pontefice per aver accolto un gruppo di eretici patarini.
Riavvicinatasi al guelfismo, nel 1243 resistette all'assedio di Federico II e da allora fu frequentata residenza dei papi, nonché sede di numerosi conclavi. Vennero qui eletti Urbano IV (1261), Gregorio X (1271, da un conclave particolarmente difficile), Adriano V (1276), Giovanni XXI (1276), Niccolò III (1277) e Martino IV (1281). Frattanto divampavano le lotte di fazione capeggiate dai Gatti (guelfi) e dai Tignosi (ghibellini), cui in seguito si aggiunsero i Prefetti di Vico che, ora in contrasto ora in accordo con i papi, si impadronirono della città nella prima metà del XIV sec. e vi signoreggiarono (ma solo a fasi alterne, perché di volta in volta cacciati o estromessi da insurrezioni o dalle milizie pontificie) fino al 1435 quando Giacomo dei Prefetti di Vico fu fatto decapitare dal futuro cardinale Giovanni Vitelleschi. Viterbo passò allora stabilmente in potere della Chiesa a cui rimase (eccettuato il breve periodo di predominio francese agli inizi del XIX sec. durante il quale fu capoluogo del dipartimento del Cimino) fino all'ingresso delle truppe italiane nel 1870.
Fu gravemente danneggiata dai bombardamenti nel corso del secondo conflitto mondiale.

Il centro storico di Viterbo presenta ancora un aspetto medievale e i monumenti risultano perfettamente conservati.
I complessi medievali più notevoli sono il quartiere di San Pellegrino e la Piazza del Duomo. Tra i monumenti del periodo romanico vanno ricordate la Cattedrale ( XII sec.), la chiesa di San Sisto, che s'innesta con singolare effetto nelle mura, le mura stesse, le chiese di San Giovanni in Zoccoli, Santa Maria Nuova, del Gesù, oltre a numerose case e palazzi (notevole il palazzo Alessandri); all'età gotica appartengono le numerose, eleganti fontane, una vera tradizione della città, alcuni chiostri di grande armonia, varie chiese (San Francesco, Santa Maria della Salute, ecc.), il Palazzo Papale con l'attigua loggia, la Casa Poscia. Il Rinascimento è rappresentato in pittura dagli affreschi di Lorenzo da Viterbo in Santa Maria della Verità e in architettura oltre che da varie chiese, tra cui quella di San Giovanni Battista, dallo splendido santuario di Santa Maria della Quercia, ricco di opere d'arte coeve.

Il Museo civico, raccolto nel convento di Santa Maria della Verità (con bel chiostro gotico), comprende ricco materiale preistorico e soprattutto etrusco, e una notevole pinacoteca, con opere di Sebastiano del Piombo, Vitale da Bologna, Salvator Rosa e di artisti locali.