Tereny wokół dzisiejszej Trzebini, należące do ziemi, a potem województwa krakowskiego, początkowo porośnięte lasami, od Krakowa na wschodzie  do Przemszy na zachodzie, o niezbyt urodzajnych glebach, były do XII i XIII w. własnością monarszą, stopniowo przechodząc w posiadanie rycerzy. W XV w. większość tutejszych ziem należała już do szlachty, część zaś do mieszczaństwa krakowskiego [1.1]. Jako pierwszy odnotowany w źródłach właściciel Trzebini figuruje Dziersław Karwacjan herbu Zadora z Trzebini, który najprawdopodobniej wybudował tu najstarszy dwór[1.2].

W latach 1415–1416 Trzebinia została wykupiona od synów Dziersława przez mieszczanina krakowskiego Mikołaja Kesingera, którego ród przyjęty został do herbu Łabędź[1.3]. Do Kesingera  należała m.in. kopalnia ołowiu[1.1.2]). Po jego śmierci dobra przeszły w ręce jego potomków, a po nich — rajców krakowskich, najpierw Jana Kletnera, później Jana Kieslinga[1.4]. W 1584 r. Trzebinia znalazła się w posiadaniu Szylkrów (aż do XIX w.), którzy przyjęli nawet nazwisko Trzebińscy[1.5].

W XVIII w. Trzebińscy zmierzali do utworzenia z Trzebini, do której napłynęła ludność żydowska, znaczącego ośrodka handlu. W 1731 r. wytyczono kwadratowy rynek o boku 72 m[1.6]. W XVIII w. Trzebinia stała się też miejscem wydobycia węgla, a w XIX wieku galmanu (rudy cynku). Uruchomiono hutę cynku, obok istniejącej już huty ołowiu. Wydobyciem wspomnianych złóż spowodowało intensywny rozwój regionu i samej Trzebini (lata 1804–1848: pięć kopalni węgla, dwie huty cynku, huta szkła, druga połowa XIX w. — kolejne kopalnie)[1.7].

Po 1795 r. Trzebinia znalazła się w austriackim zaborze, z kolei w 1809 r. weszła w skład Księstwa Warszawskiego, a następnie Rzeczypospolitej Krakowskiej (1815). Prawa miejskie uzyskała Trzebinia 06.09.1817 r. — jej właścicielami wówczas byli hrabiowie Marassé[1.8], po nich dobra przeszły m.in w ręce Zieleniewskich[1.9]. Po rewolucji krakowskiej w r. 1846 wraz całym Wolnym Miastem Krakowem została przyłączona do Austrii (powiat chrzanowski). W 2. połowie XIX w. Trzebinią rządzili burmistrz i jego zastępcy oraz od 2 do 5 asesorów honorowych [1.10]. Spis ludności z 1870 r. wykazał przewagę ludność żydowska, a we władzach miasta zasiadali wówczas wyłącznie Żydzi.

W XX w. nadal rozwijał się w mieście przemysł ciężki (rafineria nafty, elektrownia cieplna w Sierszy Wodnej, cementownia w Górce, zakłady tłuszczowe). [1.11]. Po zakończeniu I wojny światowej, w 1918 r. Trzebinia powróciła do odrodzonej Polski. W 1926 r. nastąpiło połączenie dotychczas osobnych gmin Trzebinia-miasto i Trzebinia-wieś.

Po klęsce wrześniowej Trzebinia została 09.10.1939 r. włączona do III Rzeszy, a nieopodal w Dulowej przebiegała granica z Generalnym Gubernatorstwem. Na terenie miasta Niemcy utworzyli  areszt  (Polizeigefängnis). W sierpniu powstał przy rafinerii ropy naftowej, rozbudowanej przez firmę Erdöl Raffinerie GmbH, podobóz KL Auschwitz (KL Auschwitz III Arbeitslager Trzebinia), z 641 więźniami. Większość więźniów stanowili Żydzi polscy i węgierscy oraz jeńcy angielscy. Podobóz zlikwidowano 17–18 stycznia 1945 r., zaledwie na kilka dni przed wyzwoleniem miasta[1.12].

Istniał także obóz „za torami”, o którym dowiadujemy się jedynie z relacji świadków. W 1941 r. powstał w Trzebini zakład szyjący mundury dla wojsk niemieckich, tzw. gumownia. 07.08.1944 r. Trzebinia została zbombardowana przez aliantów. Zginęło wtedy kilkanaście osób. Wyzwolenie miasta nastąpiło 24.01.1945 r., razem z nadejściem Armii Czerwonej[1.13].

Po wojnie Trzebinia należała do województwa krakowskiego, w 1975 r., stała się częścią województwa katowickiego, by wrócić do związków z Krakowem w ramach województwa małopolskiego w 1999 roku. Okres Polski Ludowej przyniósł dalszy rozwój przemysłu w mieście, m.in. otwarto w 1962 r. Elektrownię „Siersza II”. W 1969 r. osiedle Siersza połączono z Trzebinią w nowy organizm miejski — Trzebinię-Sierszę. 9 lat później, po przyłączeniu sąsiadujących gmin, nazwę miasta ustalono w obecnej formie. W 2012 r. w Trzebini mieszkało ponad 20 tys. osób.