Historycznie tereny, na których zlokalizowane jest obecnie miasto, były zasiedlane od bardzo dawna, co potwierdzają wykopaliska archeologiczne, między innymi w partiach szczytowych wzgórza Grojec leżącego nieopodal miasta, którego nazwa wskazuje na obecność grodziska. Najstarsze znaleziska archeologiczne datowane są na VI w. p.n.e. w okresie halsztackim kultury łużyckiej. Osada na Grojcu jest jedną z najwyżej położonych osad kultury łużyckiej w górach.
Odnaleziono także ślady bytności celtyckiego plemienia Kotynów. Pierwsza wzmianka o parafii Żywicz datowana jest na 1308 r. i miała miejsce w spisie świętopietrza Diecezji Krakowskiej.
Żywiec nie posiada aktu lokacyjnego, zaś data jego powstania określana jest w przedziale lat 1290-1310. Żywiec otrzymał prawa miejskie w 1327 r., w 1518 r. przywileje handlowe, w 1537 r. prawo wyrobu słodu na piwo, w 1579 r. prawo składu. Wieki XVI i XVII to najlepszy okres dla miasta, w którym to czasie stało się ono zamożnym i bogatym ośrodkiem handlowym. Kształt i strój miejski, zwłaszcza kobiecy, pełen przepychu, koronek i atłasów, niesie w sobie echa tego okresu. Także w folklorystycznym nazewnictwie mieszkańców widać ślady dawnej zamożności i dumy: mieszczan żyjących w Żywcu od pokoleń określa się mianem putoszy, od słowa puta, czyli duma. Miasto w tych czasach miało wyraźnie polski charakter, osiedlanie się w jego granicach Żydów czy Romów, a nawet Polaków nie mogących poszczycić się zamożnością, było wzbronione. Zamieszkiwali oni za to okolice Żywca, później włączone w granice miejskie jako dzielnice, jak Zabłocie czy Sporysz.
W okresie potopu szwedzkiego Żywiec znalazł się na linii frontu i został na kilka godzin zdobyty przez Szwedów, którzy splądrowali i spalili część miasta. Zachowały się z tego okresu kule szwedzkie, którymi ostrzelano miasto. Można je oglądać obecnie wmurowane w wieżę konkatedry żywieckiej, tuż poniżej najwyższego poziomu balkonów. W czasach tych Żywiecczyzna była własnością króla Jana Kazimierza, zaś ludność Kotliny Żywieckiej była wierna koronie. Król Jan Kazimierz dwukrotnie bawił w Żywieckim zamku podczas powrotu ze Śląska do Polski w czasie potopu, i kiedy po abdykacji wyjeżdżał z kraju.W 1838 r. Żywiec trafił pod rządy Habsburgów w drodze transakcji finansowej z rodziną Wielopolskich, będących właścicielami Żywiecczyzny od 1678 r. Adam Wielopolski sprzedał zadłużone dobra żywieckie arcyksięciu Karolowi Ludwikowi Habsburgowi, synowi cesarza Leopolda II. W imieniu arcyksięcia majątkiem żywieckim zarządzała Komora Cieszyńska.
W 1856 r. Albrecht Ferdynand Habsburg założył w Żywcu słynny Arcyksiążęcy Browar. W ramach działalności inwestycyjnej rozwinięto lub założono wiele lokalnych zakładów przemysłowych. Habsburgowie rozbudowali Zamek Żywiecki, dodając do niego rozległy kompleks pałacowy zwany obecnie Nowym Zamkiem oraz przebudowali liczący 26 ha park Żywiecki tworząc z niego największy w Polsce park krajobrazowy w stylu angielskim.
W okresie bezpośrednio przed I wojną światową na terenie Żywca zaczęły powstawać organizacje niepodległościowe, w 1893 r. Towarzystwo Gimnastyczne "Sokół". Przeprowadzono składki społeczne które dały wynik w wysokości 52 000 koron, za które to fundusze w 1904 r. oddano do użytku gmach "Sokoła" z salą gimnastyczną 20 x 12 m, szatniami i boiskiem sportowym. w 1910 r. "Zarzewie" i "Polska Organizacja Bojowa", 11 marca 1913 r. połączone w jawne towarzystwu o nazwie "Strzelec". W 1910 r. odsłonięto przy Alei Wolności pomnik upamiętniający 500-lecie bitwy Grunwaldzkiej. W latach 1912 i 1913 powstały również drużyny skautów, najpierw drużyna męska, a rok później żeńska, których organizatorem był Tadeusz Jänich.
7 sierpnia 1914 r. ogłoszono mobilizacje. 16 sierpnia 1914 r. po ogłoszeniu mobilizacji oddziały z Żywca pomaszerowały żegnane przez całe miasto w stronę Zatora I Kompania Strzelców pod dowództwem por. Leonarda Rybarskiego która liczyła 150 ochotników. Zaraz po wymarszu I Kompanii rozpoczęto kompletowanie stanu osobowego II Kompanii pod dowództwem Tadeusza Jänicha, założyciela pierwszej drużyny skautowej w Żywcu, które zakończyło się werbunkiem 300 ochotników 22 sierpnia 1914 r. II Kompania odmaszerowała do Wadowic, a stamtąd do Krakowa. Dzięki działalności Powiatowego Komitetu Narodowego, prowadzono dalszy werbunek oddziałów, gromadzono środki pieniężne na żołd, umundurowanie i wyposażenie. 21 września 1914 odmaszerowało z Żywca do Krzeszowic kolejna 3 Kompania w liczbie 148 legionistów, a 3 października odmaszerowało dalszych 32.
W sumie z Żywca i Suchej wyruszyło na wojnę od sierpnia do listopada 1914 r. 778 ochotników. Żołnierze z Żywiecczyzny walczyli dzielnie a wielu z nich poległo na polu chwały, groby legionistów z czasów I wojny światowej można dziś odwiedzić na cmentarzu miejskim.
We wrześniu 1939 pięć samolotów Luftwaffe zbombardowało miasto. Zniszczone zostały kamienica na rogu ul. Sienkiewicza i Rynku, zniszczono zabudowania ul. Komorowskich w rejonie obecnego starostwa oraz w rejonie placu Mariackiego.
W 1939 r. miasto włączono do III Rzeszy – nosiło wówczas niemiecką nazwę Saybusch (używaną przez administrację austriacką i Niemców również podczas przynależności miasta do Galicji).
Czasy powojenne to z jednej strony dalszy rozwój miasta i przemysłu, z drugiej - powiększanie się granic administracyjnych miasta i jego zaludnienia.
Po wojnie duży wpływ na rozwój miasta miało stworzenie w 1967 r. Jeziora Żywieckiego. W 1999 r. Żywiec stał się częścią województwa śląskiego, wcześniej należał do województwa bielskiego (1975-1998), a jeszcze wcześniej do województwa krakowskiego (do 1975).
