Il primo popolo, anche se di esso si hanno poche notizie certe, di cui si parla nella Valpelline è quello dei Salassi, che occuparono prima del IV secolo a.C. l'intera Valle d'Aosta, dedicandosi principalmente all'estrazione dell'oro e creando un fiorente commercio attraverso i valichi alpini. La nostra vallata, che si presentava ricca di pascoli fertili e di giacimenti minerari, venne ben presto occupata da questo popolo celtico. Le comunicazioni commerciali riguardanti lo scambio di bestiame e di metalli con i popoli confinanti, avvenivano attraverso il Col Collon, il valico del Gran San Bernardo e del Col Durand.
Partendo da Prarayer, attraverso il Col Collon, si raggiungeva Arolla e da essa, Evolène, che aveva una grande importanza a livello commerciale. Per raggiungere la valle di Bagnes si passava per la Vy Durand. Qui, all'alpe Chermontane, si teneva un'importante fiera.
Dopo i Salassi ci fu la dominazione dei Romani dal 25 a.C. al 476 d.C., quando la Valle d'Aosta passò sotto il regno dei Burgundi. Seguirono i Longobardi e nel 575 d.C. arrivarono i Franchi. Da qui derivano i dialetti franco-provenzali e il bilinguismo per la Regione Valle d'Aosta.
Anche nella Valpelline si trovano tracce dell'invasione dei Saraceni che ad Oyace costruirono la Tornalla, uno dei più antichi castelli della Valle d'Aosta. Nella vallata di Ollomont, nel lontano 1035, si ebbero i primi scontri tra Saraceni e valligiani, il colle Durand fu il primo colle ad essere liberato. Altre contese avvennero tra vallesani e valdostani, per contendersi le terre di confine e per ricordare queste battaglie sono stati dati dei nomi che le rievocano: c'è un Plan de la Bona Mort a Place Moulin e un altro nella conca di By, un Bois de la Bataille ad Ollomont e un Plan Détruit a Doues.
Per nove secoli la storia sarà condizionata dall'arrivo di casa Savoia, che per rimediare ad uno stato di anarchia dovuto a continue lotte per la supremazia, stipulò nel 1191 un accordo di protezione con i cittadini di Aosta, in cambio della loro fedeltà, esteso successivamente a tutte le comunità valdostane. Ciò fu da fondamento all'insieme di privilegi e libertà che diedero vita ad un carattere più autonomo alle istituzioni amministrative e giuridiche, costituendo la base dell'autonomia valdostana.
Dal XV secolo la lingua francese, già conosciuta dalla nobiltà e dal clero, raggiunse la popolazione. Questa valle, trovandosi tra le Alpi Pennine, venne chiamata Vallis Pennina fino al 1550 circa, quando il nome si modificò in Vallis Pellina per poi diventare definitivamente Valpelline.
Verso il 1200 questo paese era proprietà dei Signori di Gignod fino al 1240, quando il Conte di Savoia Amedeo IV li spossessò e nel 1252 donò il paese di Valpelline ai Signori di Quart. Nel 1612 il paese passo nella proprietà della nobile famiglia Peron di San Martino, in quanto Signori di Quart e vi rimase fino alla caduta del regime feudale. Questa famiglia fece varie donazioni alle chiese di Valpelline e di Ollomont.
Durante il periodo del feudalesimo, nella Valpelline c'erano diversi mandamenti, ma il più importante fu il feudo di Oyace, che risultò costituito fin dal 1287 dai territori di Villair, Valpelline, Ollomont, Doues, parte di Allein, Oyace e Bionaz e apparteneva ai signori di Quart. Oyace, con la Tornalla, raggiunse tale importanza da far identificare la Valpelline come valle di Oyace, capoluogo del feudo. Nel 1368, poiché non vi erano eredi maschi, per il diritto di reversibilità la Valpelline tornò ai Savoia insieme a tutti gli altri feudi. A seguito delle enormi spese sostenute dai Savoia i territori vennero venduti e il 23 novembre 1778, le comunità di Ollomont, Oyace, Valpelline, Bionaz e Roisan si liberarono versando alla famiglia Perron 240.000 libbre, diventando così proprietari dei loro terreni.

Curiosità: il Col Durand viene chiamato anche Fenêtre de Calvin perchè nel 1536 a seguito della decisione dell'Assemblea generale degli Stati, che prese la decisione di rimanere fedele alla religione cattolica e di restare sotto l'autorità del duca di Savoia, i protestanti vennero cacciati e sembra che Calvino si sia rifugiato in Svizzera, attraverso questo colle.

A seguito della peste che scoppiò nel 1630 e che fece molte vittime in Valle d'Aosta, pare che la Valpelline non fosse stata particolarmente colpita, mentre a Doues, i morti furono 400. Il curato del paese, rientrato dopo esser fuggito, commemorò le vittime, facendo scolpire l'acquasantiera.
Nel 1700 vennero istituite in molti paesi della Valle d'Aosta le scuole rurali, fondate dai parroci che fecero anche da insegnanti; ciò permise di mantenere piuttosto alto il livello culturale della popolazione. Quando scoppiò la Rivoluzione Francese nel 1789, molti rappresentanti del clero e dell'aristocrazia furono costretti a scappare dalla Francia. Nel paese di Bionaz soggiornarono per alcuni mesi del 1795, l'arcivescovo di Parigi e il vescovo di Clermont-Ferrand. Con la caduta di Napoleone, la Valle d'Aosta tornò a far parte della casa Savoia.
Nel 1861, con la proclamazione dell'Unità d'Italia, venne imposta la lingua italiana, che i valdostani in gran parte non conoscevano e fu abolito l'insegnamento della lingua francese e introdotta la lingua italiana negli atti pubblici. In questo periodo venne costruita la ferrovia e iniziò l'industrializzazione della Regione. Venne costruito lo stabilimento siderurgico di Aosta, mentre a Bionaz ed Ollomont le miniere di rame erano in piena attività.
Durante il governo fascista, dopo il 1943, si formarono i primi movimenti partigiani che si impegnarono sulle montagne contro i nazi-fascisti. La Valpelline venne liberata il 15 agosto del 1944. Dopo la Seconda Guerra mondiale i valdostani ripresero a cercare l'autonomia, raggiunta il 26 febbraio del 1948 quando venne approvato dallo Stato italiano lo Statuto Speciale della Valle d'Aosta.