Immersa nella natura incontaminata, Cesi ha sempre rappresentato un luogo di grande importanza per la sopravvivenza umana fin dall'epoca preistorica.
La sua posizione geografica strategica, la ricca fauna e la presenza di grotte utili alla difesa e al riparo hanno fatto di questo luogo un centro abitato di grande importanza per i popoli italici dell'Umbria meridionale.
Gli antichi Umbri, tra i popoli più antichi d'Italia, hanno lasciato numerose testimonianze della loro presenza su questa montagna, dalle necropoli alle mura ciclopiche fino ai due templi di monte Torre Maggiore. I reperti archeologici rinvenuti, visibili al Museo Archeologico di Terni, dimostrano che Cesi era uno dei centri insediativi più potenti dell'Umbria meridionale.
Nonostante la resistenza degli Umbri, Roma riuscì a sottomettere la popolazione che abitava il territorio con la famosa battaglia di Sentino. Tuttavia, l'ultima resistenza dei guerrieri umbri si ebbe nelle grotte di Cesi, come ricorda Tito Livio nel suo libro delle Storie. Nonostante la sconfitta degli Umbri, l'area di culto di monte Torre Maggiore continuò ad avere un ruolo di primo piano nella centralità dei riti religiosi dell'Umbria meridionale anche in epoca romana.
Da quel momento, Cesi divenne parte della storia di Carsulae, che presto si sarebbe trasformata in una splendida città romana.
La storia di Cesi è strettamente legata alla nascita e allo sviluppo delle Terre Arnolfe, un territorio fortificato che comprendeva molti borghi e che aveva proprio in Cesi il suo centro principale. Secondo la tradizione, la fondazione di Cesi avvenne dopo la "ruina di Carsulae", quando gli abitanti si rifugiarono nella vicina Casventum e a Cesi. Tuttavia, non esistono documenti che possano confermare questa teoria.
Dopo il 962, l'imperatore Ottone di Sassonia infeudò il territorio delle Terre Arnolfe e lo affidò a un suo consigliere di nome Arnolfo. Questo evento segnò l'inizio della storia delle Terre Arnolfe, di cui Cesi divenne il maggiore centro.
La Rocca di Cesi, situata sul monte Sant'Erasmo, fu la sede del castellano o governatore che, nominato dal Papa, ebbe la giurisdizione su tutte le Terre Arnolfe. Il ruolo strategico di Cesi fu così importante che la città fu contesa da Terni, Todi e Spoleto.
Durante il XVI e XVII secolo, Cesi raggiunse il massimo splendore. Nonostante le lotte tra Papato e Impero, la città rimase sotto il controllo dello Stato Pontificio e continuò il suo ruolo di "capitale" delle Terre Arnolfe, fino ai primi anni del '700.
Nel 1525 il Papa Clemente VII assegnò la signoria di Cesi a Paolo Cesi di Acquasparta, che fece erigere il bellissimo palazzo che ancora oggi si può ammirare nel centro storico. Nello stesso periodo, vennero costruiti anche gli altri palazzi nobili.
Nel 1861, fu formata la prima giunta municipale di Cesi, ma nel 1927 il territorio comunale di Cesi divenne parte del Comune di Terni, città che in quell'anno venne elevata a capoluogo di Provincia.
