Волоколамск, как и некоторые другие подмосковные города, был основан в XII веке - в 1135 году (именно под этим годом он впервые упоминается в Троицкой летописи как владение Новгорода). Хотя есть версия, что он появился еще при Ярославе Мудром в год его смерти (1054) и даже раньше - в VIII веке. Археологические исследования свидетельствуют, что уже в это время в водоразделе рек Ламы и Рузы были многочисленные поселения славянских племен вятичей, кривичей и словен. Заселение этой территории шло с верховьев Волги и Днепра.
Город был заложен на высоком холме на берегу реки Городенки у впадения в нее реки Весовки. Название города (первоначальный вариант "Волок Ламский") говорит о том, что он возник на системе "волоков" - небольших сухопутных промежутков между реками, через которые суда перетаскивали "волоком" из одной реки в другую. Здесь, на водоразделе, где возник город, имелось несколько небольших волоков, соединявших верховья различных рек. Один из них шел от Ламы к притокам Рузы и через него из Новгорода суда попадали в Москву, Рязань, Владимир. Есть мнение, что именно новгородцы основали город-торговую факторию "Волок Ламский" там, где кончался водный путь.
Вскоре после своего основания вокруг Волоколамска начинается борьба между Новгородом и Владимиром-на-Клязьме, а позднее между Новгородом и Москвой за право владеть им, а вместе с ним - узлом важных торговых водных путей, позволявших молодому городу успешно торговать с Индией, Средней Азией, Западной Европой. В ходе борьбы город неоднократно захватывался соперниками и разорялся. Так, в 1177 году Новгород отвоевал эту ключевую позицию на торговых путях. На Волоке новгородцы содержали войска, а воеводами сюда посылали родственников князя или самих князей.
Со второй половины XII века сложилось "сместное" (совместное) владение Волоком. По этой системе новгородские бояре посылали наместника на одну половину города, а князья имели слуг, судей и сборщиков пошлин (тиунов) на другой половине. "Сместное" владение Волоком ограничивало права приглашаемых в Новгород князей. В 1216 году владимирский князь Ярослав Всеволодович, отец Александра Невского, овладел Волоком, но вскоре был изгнан отсюда новгородцами. Через 10 лет он вновь захватил Волок и владел им до нашествия монголо-татар.
В 1238 году Волоколамск во время нашествия Батыя был разрушен и сожжен, не успев оправиться от разорения, он был разгромлен татарами еще раз в 1293 году.
Известно, что, захватив город в 1160 году, Владимирский князь Андрей Боголюбский, готовясь к походу на Новгород, решил выстроить здесь на высокой горе земляную крепость (остатки ее сохранились). На валах высотой до четырех метров стояли деревянные стены со "скважинами" (щелями) для стрельбы по врагу. В крепостных стенах было двое ворот и по периметру стояло несколько башен, просуществовавших до конца XVIII века (от ворот еще недавно в валу сохранялся каменный арочный ход). Крепость отделяли от остальной части города воды реки Городенки и глубокие рвы. По тем временам Волоколамский кремль представлял значительное крепостное сооружение.
В 1370 году крепость, защищаемая горожанами под руководством воеводы князя Василия Ивановича Березуйского, успешно выдержала трехдневную осаду литовского великого князя Ольгерда во время его безуспешного похода на Москву. Ольгерд так и не смог ворваться в "ничтожную деревянную крепость", пожег посады и "удалился с досадою".
В 1216 году борьба между Новгородом и Владимиром за владение городом возобновилась. Владимирский князь Ярослав Всеволодович, сын Всеволода Большое Гнездо, овладел Волоком Ламским, вскоре был изгнан новгородцами, но через 10 лет вновь захватил город и владел им до нашествия татар.
В 1238 году в числе других городов Волок был разорен монголами. Второе не менее тяжелое монгольское нашествие город пережил от орд хана Дюденя (не сумевшего взять перед этим Тверь) в 1293 году и только в первой половине XIV века город сумел восстановиться.
С конца XIII до середины XV века происходила упорная борьба Тверского и Московского княжеств между собой и с Новгородом. В борьбу были втянуты Литва и Смоленское княжество. При этом Волок Ламский служил опорным пунктом и местом сосредоточения войск борющихся сторон. По договорам 1294 и 1318 годов тверские князья добивались "сместного" владения Волоком. Однако с 1326 года это право надолго перешло к Москве. В 1380 году город был отдан серпуховскому князю Владимиру Андреевичу в удельное владение, а через 20 лет - белевским князьям Василию и Федору Михайловичам.
В 1382 году, когда Москва была уничтожена ханом Тохтамышем, один из его отрядов был направлен к Волоку. Однако у стен города татары встретились с войсками прославленного полководца, серпуховского князя Владимира Андреевича Храброго (который владел в то время Волоком), который разгромил татар и не дал им овладеть городом.
В начале XV века в условиях угрозы одновременной войны со стороны Литовского княжества и Орды московский великий князь Василий I в 1424 году отступился от "волоцких мест" в пользу новгородских бояр. Только в 1456 году его сын Василий II (Темный), предприняв поход на Новгород, отвоевал Волок и в 1462 году передал его по завещанию своему малолетнему сыну Борису "с волостьми и з селы и со всеми пошлинами" как часть своего владения. Так возникло Волоцкое удельное княжество с центром в Волоколамске, существовавшее до 1513 года. Преемником Бориса Васильевича на княжении в Волоколамске стал его сын Федор Борисович. При них в городе идет активное каменное строительство - князь Борис Васильевич выстроил в кремле дворец и служебные постройки.
В 1480 году московские мастера построили в кремле двухэтажный белокаменный Воскресенский собор - один из интереснейших памятников русского зодчества. Позднейшие источники повествуют, что "Оный город (крепость) имел двое деревянных ворот и девять башен с старинным артиллерийским орудием". Делу защиты города служили и пять его монастырей: Варваринский, Власьевский, Возмицкий, Ильинский, Крестовоздвиженский.
Волок Ламский имел традиционную для любого другого средневекового города структуру. Рядом с двором князя в кремле и вокруг кремля размещались хоромы князей, бояр, духовенства, купцов. Общественным и экономическим центром города было торговище. Город все более разрастался. К началу XVII века вокруг каждого монастыря образовалась своя слобода, которые вскоре слились с городом. Кроме монастырских слобод, в городе были кожевенная, пушкарская, кузнечная и другие слободы. Каждая из них стремилась иметь собственную церковь, поэтому в XVI веке в городе было 25 церквей, большинство из которых были деревянными. Почти все они были в честь покровителей торговли (церковь Николы Мокрого - покровителя мореплавателей, Параскевы-Пятницы - заступницы всех торгующих, Николы Гостунского - покровителя торговли льном и др.). В 1513 году после смерти князя Федора Борисовича город переходит к Москве.
В начале XVII века в годы Смуты Волоколамск ненадолго принял сторону Лжедмитрия II, "Тушинского вора", и в 1612 году оказал упорное сопротивление польскому королю Сигизмунду III. В начале октября 1606 года отряды восставших под руководством Ивана Болотникова захватили город, но продержались в нем только месяц - в конце ноября большой отряд воеводы Филиппа Колычева, "...очистив от воров Волок и Иосифов монастырь, направился к Можайску". Окончательно город был освобожден от поляков только в 1609 году войском под командованием Г.Валуева.
К началу 1611 года в районе Волоколамска развернулась партизанская война, сыгравшая значительную роль в разгроме интервентов под Москвой. Один из крестьян села Вышенек повторил подвиг Ивана Сусанина, погубив в непроходимом глухом месте отряд интервентов ценой собственной жизни. Последняя попытка овладеть Волоколамском была предпринята поляками в конце 1612 года (войска Сигизмунда III пытались с ходу взять город), но успеха она не имела - три приступа врагов были отбиты городским гарнизоном под руководством воевод Ивана Карамышева и Степана Чемесова. События Смуты самым тяжелым образом сказались на экономическом положении Волоколамска - в городе осталось 106 домов, из шести монастырей уцелело два, из 25 церквей действовали две.
Еще в XVI веке в связи с изменением торговых путей город начинает ослабевать, сокращается количество жителей и дворов - по описи 1626 года в нем насчитывается всего лишь 106 человек. Однако в первой половине XVII века Волоколамск наряду с Можайском и Боровском продолжает играть важную роль в обороне Москвы, оставаясь "крепостью на стороне Смоленской". Наряд по крепости состоял из более чем сотни пушкарей и "детей пушкарских". С расширением западных границ Русского государства после присоединения Смоленска в 1654 году Волоколамск утрачивает свое военно-стратегическое значение. В эпоху Петра I наметились новые линии экономических связей, но Волоколамск оказался в стороне от них.
В XVIII столетии по генеральному плану, утвержденному Екатериной II, город застраивается, у него в 1781 году появляется собственный герб. Население города было в это время незначительным - всего около 1300 человек, однако Екатерина II принимает решение перестроить Волоколамск по "регулярному" генеральному плану, также как Ярославль, Кострому и многие другие города. Улицы города были выпрямлены, началось активное каменное строительство. К середине XIX века из 10 церквей Волоколамска восемь были каменными, архитектором Осипом Ивановичем Бове на городском валу было выстроено кирпичное здание для городничего и присутственные места. Население города составляли, в основном мещане, купцы, крестьяне. Жители города занимались мелкой торговлей, ремеслами, хлебопашеством. Ежегодно в июне в Волоколамске устраивалась большая ярмарка, привлекавшая купцов из окрестных городов. В городе было несколько заводов и мануфактур.