Zu den bedeutendsten Funden in der Großgemeinde Amstetten zählen das bei Eggersdorf entdeckte Wagengrab aus der Hallstattzeit (800-400 v. Chr.) und der 1937 bei der Aushebung einer Grundfeste zutage gekommene Tempelschatz-Depotfund aus dem Bereich des Römerkastells Mauer an der Url (von ca. 150-450 Standort für 1500 Reiter). Der berühmt gewordene Jupiter Dolichenus-Fund" - einer der bedeutendsten Verwahrfunde des Bereiches des römischen Imperiums - wird in der Antikensammlung des Kunsthistorischen Museums in Wien aufbewahrt. Kopien können im Schloss Edla besichtigt werden. Der passauische Markt Amstetten wird urkund. 1111 erwähnt. Frühzeitig wirkten hier Mönche des niederbayrischen Klosters Metten. Das Hofamt Eisenreichdornach unterstand bis 1787 der Herrschaft dieses Klosters. Von der Gründung im 11. Jh. bis 1741 besaß das Bistum Passau die Ortsobrigkeit über Amstetten.
1276 kam es zur Bestätigung der urspr. vom Bischof von Passau für sein Pfarrdorf erworbenen Marktrechte durch Rudolf von Habsburg. Amstetten erhielt auch das Recht, den Markt mit Mauern, Türmen und Gräben zu bewehren. Durch das Gauhandelsprivileg von 1448 wurde Amstetten in den Handel zur Versorgung des Gebietes um den Erzberg einbezogen und war bis 1501 ein wichtiger Umschlagplatz für Eisen und Stahl. Ein Überfall nicht entlohnter Söldner um 1500 zerstörte den Markt bis auf die Grundfesten.
Während der Bauernerhebung 1597 wurden in Amstetten auf Betreiben von Richter und Rat wichtige Verhandlungen geführt. Die kriegerischen Ereignisse von 1741, 1800, 1805 und 1809 brachten arge Belastungen durch feindliche, z.T. aber auch durch eigene und verbündete Heere. Die staatliche Neugestaltung nach der Revolution des Jahres 1848 führte ab 1849 zum Ausbau der zentralen Stellung Amstettens: Es wurde zunächst Sitz einer Bezirkshauptmannschaft, dann eines Bezirksamtes und ab 1868 auf Dauer Bezirkshauptmannschaft, zu der längere Zeit auch die Gerichtsbezirke Ybbs, Persenbeug und Pöggstall gehörten. 1856 wurde die Trassenführung der Kaiserin Elisabeth-Westbahn für Amstetten errungen, bewirkt wurde auch der Anschluß der Kronprinz-Rudolf-(Selzthal-)Bahn in Amstetten (statt in Mauer). Amstetten wurde zu einem wichtigen Eisenbahnknotenpunkt, dessen Stellung noch durch die Errichtung einer Eisenbahnreparaturwerkstätte gestärkt wurde. 1877 verheerte ein Großbrand den aufstrebenden Markt.
Die Stadterhebung erfolgte 1897. Schwere amerikanische Bombenangriffe im März und April 1945 führten nicht nur zur Zerstörung der Anlagen des Eisenbahnknotenpunktes, sondern auch zu beträchtlichen Menschenopfern und Gebäudeschäden. Durch erhebliche Investitionen wurde die Bezirksstadt in einer beeindruckenden Aufschwungphase, die die Aufwärtsentwicklung der Jahrhundertwende übertraf, zur heutigen Industrie-, Einkaufs-, Dienstleistungs-, Schul- und Garnisonsstadt (Ostarrichi-Kaserne) und zu einem kulturellen Zentrum der Region.