Préhistoire et Antiquité
Les fouilles de sauvetages, lors des travaux sur le territoire de la commune, ont permis de vérifier que ce site fut occupé dès le Néolithique. Les stations des Ferrailles et de Saint-Martin ont livré traces de foyers, poteries, outils lithiques, lames, perçoirs, pointes de flèches
Mais le plus important site préhistorique se trouve au "Mourre de Sève", date de l'époque d'Hallstatt, au premier âge du Fer. Son occupation eut lieu entre le VIème et le IIème siècle avant notre ère. Les fouilles ont mis à jour des vestiges prouvant des relations commerciales avec les Phocéens de Massalia, en particulier des amphores, une coupe attique et des pièces de céramiques décorées. Au lieu-dit de la « Traille », des fouilles ont révélé un relais sur la Via Agrippa, entre Avignon et Orange où furent dégagées des urnes et des amphores.
Moyen-Âge
Dans le seconde moitié du XI
ème siècle, un pont de pierre fut construit en remplacement d'un vétuste pont de bois. Désormais la cité, dès 1063, prit le nom de Pons Sorgie, Pons-de-Sorgo en provençal et Pont-de-Sorgue en français. Le comte de Toulouse, suzerain du comté de Provence, fit ériger un castrum pour défendre ce passage.
En 1317, Jean XXII fit édifier le premier palais pontifical sur les bases de l'ancien castrum. En 1322, l’Abbé de Cluny rétrocéda à la Papauté ses droits sur l’église paroissiale. En 1354, l’Hôtel des Monnaies, installé à l’intérieur du palais pontifical, cessa d’émettre pour être transféré à Avignon.
En 1364, Urbain V en fit sa résidence d’été.
Renaissance
Le 2 août 1562, le palais pontifical, défendu par une garnison italienne, fut brûlé par le baron des Adrets qui ruina aussi le couvent des célestins à Gentilly. Une nouvelle catastrophe survint en décembre 1570, quand les eaux de l'Ouvèze refoulées par une crue du Rhône envahirent la ville causant de nombreuses victimes. Si la peste de 1580 ne fit que quelques dizaines de morts, les suivantes de 1587 et de 1641 furent beaucoup plus meurtrières.
Période Moderne
La peste de 1720, dernière en date des grandes pandémies, fit quant à elle, plusieurs centaines de décès. La Révolution chassa les ordres religieux de la ville et en particulier les Célestins de Gentilly.
Alors que les restes du palais pontifical étaient encore l’objet de restauration en 1786 , ils furent vendus à des entrepreneurs qui utilisèrent les pierres comme matériaux de construction.
Au cours du mois de novembre 1840, des pluies diluviennes firent monter les eaux jusqu’à 1,25m ; celle de 1856 atteignit 1,87m.
Période Contemporaine
Alors que le débarquement se préparait en Provence, des raids aériens alliés qui bombardèrent la ville le 2 août 1944.
Un dernier train de déportation passa à Sorgues le 18 août 1944 et des résistants aidèrent des prisonniers à s'évader. Le passage « du train Fantôme » est aujourd’hui célébré place Wettenberg devant le monument qui lui rend hommage.