Um 1180 wurde Wittenberg erstmals urkundlich als Burgwadium erwähnt. Mehr als 100 Jahre später (1293) erhielt Wittenberg das Stadtrecht. Wirkliche Bedeutung erlangte die Stadt im Jahr 1502 mit der Gründung der Universität durch Kurfürst Friedrich III., auch Friedrich der Weise genannt. Er holte bekannte Leute wie Lucas Cranach d. Ä. und Albrecht Dürer nach Wittenberg.
Martin Luther (1483-1546) verbrachte die längste Zeit seines Lebens, rund 35 Jahre, in der Stadt. Erstmals kam er 1508 nach Wittenberg. In einer Sinnkrise stürzte er sich ins Theologiestudium.
Als Mönch zog er ins neu gebaute Augustinerkloster, das er später als Ehemann und Vater bewohnte.
Nach Martin Luthers Thesenanschlag im Jahre 1517 wurde Wittenberg Zentrum der Reformation, auch weil der Kurfürst seine schützende Hand über den Reformator hielt. An der Universität lehrte von 1518 bis
1560 auch Philipp Melanchthon, ein Weggefährte Luthers. Die Hochzeit der Stadt endete mit dem Schmalkaldischen Krieg (1546/47) zwischen dem Kaiser und mehreren protestantischen Fürsten. Die Stadt wurde nunmehr von den Albertinern aus Sachsen regiert, die ihre Residenz in Dresden hatten.
Nach dem Wiener Kongress 1815 fiel Wittenberg an das Königreich Preußen. Die Universität wurde geschlossen und Wittenberg zur preußischen Kasernenstadt. Im Jahr 1938 erhielt die Stadt den amtlichen Titel "Lutherstadt Wittenberg", den sie bis heute trägt. Im Gegensatz zum benachbarten Dessau wurde Wittenberg im Zweiten Weltkrieg kaum zerstört. Als Wiege der Reformation zieht die Stadt heute zahlreiche Touristen aus der ganzen Welt an.