瓦尔帕莱索海湾最初的居民是从事农业生产的皮昆切印第安人，也有人表示当地最初的居民是从事游牧捕鱼的往来于卡尔德拉和康塞普西翁之间的部落。智利的发现者同时也是第一批来此的欧洲探险者迭戈·德阿尔马格罗派出的补给船圣地亚基略（Santiaguillo）号上的船员于1536年来到这里，这艘补给船的目的是为阿尔马格罗的探险提供人员和补给，船长胡安·德·萨维德拉将这里按他在西班牙昆卡地区的家乡瓦尔帕莱索·德阿里瓦（Valparaíso de Arriba）的名字命名为瓦尔帕莱索。

在西班牙殖民时期，瓦尔帕莱索只是一个小村庄，村庄里只有极少的房子和教堂。1818年当智利从西班牙手中赢得独立后，瓦尔帕莱索成为刚成立的智利海军的主要港口，同时港口也对国外商船开放。而在西班牙统治时期，这个港口仅对西班牙和其殖民地船只开放。

瓦尔帕莱索迅速发展成了环绕南美南端麦哲伦海峡和合恩角的船只的中转站，而在1848-1858年的加利福尼亚淘金热中瓦尔帕莱索为前往美国的船只提供了重要的支持和补充。作为一个重要的海港城市，瓦尔帕莱索吸引了大批来自欧洲的移民前来定居，这些移民主要来自不列颠、德国、法国、瑞士和意大利。德语、法语、意大利语和英语也在城市居民中被普遍使用，同时也用这些语言创立发行和出版报纸刊物。众多的来自欧洲的移民也改变了城市的文化传统，使得其不再像其他智利城市一样富于西班牙和美洲印地安文化传统，比

如智利第一个非天主教墓地——异议者墓地的建立。足球则是由英国移民引入智利，智利的第一所私立天主教学校是由瓦尔帕莱索的法国移民创立的，取名圣心学校（法语：Le Collège des Sacrés C?urs），到现在学校已经有170多年的历史了。来自苏格兰和德国的移民则分别创立了第一所世俗学校（区别于教会学校），苏格兰学校名称是麦凯学校（The Mackay School创立于1857年），德国学校的名称为德意志学校（德语：Die Deutsche Schule）。移民同时也创立了城市的第一所消防机构（至今这所机构仍然以志愿者为主）。城市的建筑也反映在了不同欧洲风格建筑方式上，这也使得瓦尔帕莱索相比于其他智利城市就显得更加多元化。

1906年8月18日一场大地震袭击了瓦尔帕莱索，城市遭受了巨大的财产损失和上千名居民的死亡。来自于美国的移民卡洛斯·范布伦医生在抢救地震灾民的过程中获得了广泛的赞誉，后来他于1912年建立了以他名字命名的城市第一所现代化的医院（英语：Hospital Carlos Van Buren）。

瓦尔帕莱索黄金时代的贸易随着1914年巴拿马运河的开通而宣告结束，船只不再绕道麦哲伦海峡，港口的重要性随之显著降低，这也导致城市经济的大衰退。一直到21世纪，经过几十年的水果出口的增长以及智利经济对世界贸易的开放，加上大吨位货船由于无法通过巴拿马运河而不得不经过瓦尔帕莱索，使得城市的经济慢慢复苏。然而2010年2月27日的地震仍然波及了这座城市。