Začetki naselitve litijskega prostora segajo v davnino, o čemer priča tudi več prazgodovinskih nahajališč, med katerimi je vsekakor treba omeniti Vače z znamenito vaško situlo. Vse kaže, da je bil kraj naseljen že v prazgodovini.
Prvi naseljenci so postavili svoja bivališča pod
Sitarjevec, s čemer so ohranili plodno ravnico za pridelovanje hrane. V virih se kraj prvič omenja leta 1145, ko je oglejski patriarh Peregrin podaril svojo kmetijo v Litiji samostanu v Stični. Leta 1256 jo je obiskal koroški vojvoda Ulrih III. in samostanu zopet podaril obsežna litijska posestva. Litija je bila v preteklosti le majhna vas na desni strani reke Save. Omenja se kot vas – villa Litta.
Kraj se je začel razvijati zaradi savskega brodarstva in rudarstva. V tistih časih je bila dejavna obrt, o čemer še danes pričajo imena ulic v starem delu mesta: Brodarska, Vrvarska in Rudarska. Litija se kot kraj s trškimi pravicami prvič omenja leta 1386, prvi ohranjeni dokument o teh pravicah pa je šele iz leta 1528. V naslednjih letih so različni dogodki prizadeli staro mestno jedro. Leta 1528 so Litijo opustošili Turki. V letu 1636 je požar uničil celoten trg, ostala je le cerkev sv. Nikolaja.
Po letu 1636 je Litija dobila povsem novo podobo. Ugodna lega Litije ob železniški postaji je omogočila, da je kraj postal industrijsko središče. Med drugo svetovno vojno je predstavljal močno vojaško postojanko.
Mestne pravice je Litija dobila leta 1952. Razdeljena je na ulice z Valvazorjevim trgom v osrčju starega jedra Litije.
