Petritoli fu fondata da monaci farfensi nel X secolo col nome di Castel Rodolfo. Passata sotto Transarico barone di Saltareccia, fu ceduta al vescovo di Fermo nel 1055. Dal 1198, si governò con propri statuti fino alla conquista, avvenuta nel 1250, di Federico II che la cedette a Fermo, alleata imperiale. Dopo alterne vicende, che videro assedi e distruzioni, alternati a periodi di relativa autonomia con periodi di sottomissione a Fermo, sotto Napoleone ebbe il titolo di Cantone, partecipando attivamente ai successivi moti Risorgimentali.

Il nome Petritoli deriverebbe dalla fusione dei tre castelli di Petrosa, Petrania, e Petrollavia, ma l'etimologia è controversa, in quanto tali nomi sono riferibili a tre borghi, e relative vie, costruiti fuori le mura del castello.

Attraverso tre archi ogivali ottocenteschi, racchiusi entro due torrioni del XV secolo, si accede al paese antico.

L'ex convento delle Clarisse, ora Palazzo Comunale, conserva in una sala dell'interno un coro ligneo del XVII secolo.

La Torre civica, venne realizzata nell'ottocento sovrapponendo tre diverse piante: una basamento quadrato a bugnato, un soprastante corpo ottagonale e uno rotondo terminale coronato da cupolino, entrambi in muratura di mattoni. Nel corso principale è il novecentesco Palazzo Vitali-Rosati, in stile gotico-veneziano. Accanto è il teatro dell'Iride (1873-77), costruito su disegno di Giuseppe Sabbatini.

Fuori dal centro storico, si trova l'ex convento dei Minori Osservanti, ora adibito a poliambulatorio, l'annessa chiesa, con soffitto settecentesco a cassettoni ottagonali istoriati con tempere a tuorlo d'uovo, conserva all'interno un organo del Callido.