Die strategische Lage des Gebiets von Polcenigo und seine natürlichen Ressourcen machten Polcenigo seit prähistorischen Zeiten zu einem geeigneten Ort für menschliche Siedlungen.

Die archäologischen Funde des Palù bezeugen die Anwesenheit eines Pfahlbaudorfes aus dem Neolithikum, das von der Fülle an Wasser, Pflanzen und Wildtieren profitierte, die in großer Menge vom Feuchtgebiet Palù und den nahegelegenen Bergen bereitgestellt wurden. Funde aus der Eisenzeit (1.-2. Jahrtausend v. Chr.) haben zudem die Existenz einer Nekropole am Fuße des Hügels von San Floriano in San Giovanni offenbart.

Nach der Gründung von Aquileia (181 v. Chr.) eroberten die Römer die Gebiete östlich der Livenza: Münzen, Fibeln und Tonwaren wurden auch in den archäologischen Stätten von Polcenigo gefunden. Zwischen dem 5. und 6. Jahrhundert n. Chr., mit der Verbreitung des Christentums, wurde Polcenigo dank der Anwesenheit bedeutender Kultstätten, wie der Kirche von S. Floriano, zu einem wichtigen religiösen Zentrum.

Im Mittelalter, als Burgen ein wesentliches Element zur Verteidigung des Gebiets darstellten, konnte Polcenigo bereits Ende des 10. Jahrhunderts mit einem Komplex von befestigten Gebäuden, bekannt als „die Burg“, aufwarten. Zwischen 1000 und 1100 gingen diese Gebäude und das Lehen an die Herren von Polcenigo über, die später Grafen wurden.

Im 1420 fielen die Gebiete von Polcenigo unter die Herrschaft der Serenissima Republik Venedig und 1499 wurden sie von den Türken überfallen, die Polcenigo in einen Trümmerhaufen verwandelten.

Im Jahr 1571 eroberte die Republik Venedig ihre Besitztümer zurück, und in den folgenden drei Jahrhunderten erlebte Polcenigo eine Zeit des Friedens und Wohlstands, insbesondere im 18. Jahrhundert, das eine große wirtschaftliche, künstlerische und religiöse Wiedergeburt des Ortes erlebte.

Nach dem Fall der Republik Venedig (1797) wurde das Gebiet zunächst von den napoleonischen Truppen und dann von den österreichischen Truppen besetzt.

Der Übergang zu Österreich im Jahr 1814 schien ein gutes Omen zu sein, aber die Krise aufgrund der geringen landwirtschaftlichen Produktion und der strengen habsburgischen Besteuerung brachte die Bevölkerung erneut in Bedrängnis.

Es folgten Jahre der Unzufriedenheit, und viele meldeten sich freiwillig im Kampf gegen das Haus Österreich. Im Jahr 1866 wurde das Gebiet dem Königreich Italien angegliedert.

Mit dem Ausbruch des Ersten Weltkriegs mussten viele Auswanderer aus dem Ausland zurückkehren, was zu einem plötzlichen Anstieg der Bevölkerung und der Armut führte.

Die Nachkriegszeit und das faschistische Zwanzigjahr wechselten zwischen Zeiten hoher Arbeitslosigkeit und solchen mit guten Beschäftigungsmöglichkeiten. Es wurden die Molkereien von Polcenigo, Gorgazzo und Coltura errichtet, ein neues Wasserkraftwerk, und die öffentliche Beleuchtung im Zentrum von Polcenigo, der öffentliche Nahverkehr und der Postdienst, zwei Berufsschulen (für Zeichnen und Maurer) und die Hauptstraßen der Gemeinde wurden instand gesetzt. Alles kam erneut zum Stillstand mit dem Beginn des Zweiten Weltkriegs.

Die Nachkriegszeit war schwierig, aber gekennzeichnet durch eine langsame Erholung, und der Gebäudebestand wurde restauriert und erneuert.

Im Gebiet entstanden Fabriken und Industrieansiedlungen, die neue Arbeitsplätze schufen und das soziale Gefüge des Ortes allmählich veränderten.