Il primo insediamento nel territorio è probabilmente il Castellaro, presso il quale vi era un terrapieno circondato da un fossato difensivo. Tale costruzione propone il tipico "castelliero" della cosiddetta "popolazione Terramare" risalente al XII sec. a.C. Si pensa che successivamente nei pressi del terrapieno sia stato costruito un presidio difensivo utilizzato fino al Medioevo, del quale non rimane traccia. L'opera di bonifica della foresta e delle zone acquitrinose originarie ha avuto inizio con la colonizzazione romana, avviata nel 177 a.C. data in cui le città venete si sottomisero all'esercito romano che proveniva da Aquileia. A San Pietro in Gupassa infatti una delle principali vie di comunicazione dell'Italia Settentrionale di origine romana: la Via Postumia, costruita dal console Spurio Albino Postumio nel 147 a.C. e che collegava Genova ad Aquileia, passando per Verona e Vicenza.

Nel Medioevo l'opera di colonizzazione da parte dei Benedettini di Vicenza, diede origine probabilmente all'antica Villa di San Pietro in Gu, nominata in una pergamena datata 1191, redatta "in Villa de Sancto Pietro In Gudi sub domo Rodulfi Gastaldi". Il territorio infatti apparteneva al monastero di San Felice e Fortunato di Vicenza e il Gastaldo Rodolfo ne era l'amministratore. Fu in questo periodo che l'abitato assunse l'aspetto di un villaggio organizzato attorno alla pieve intitolata a Sancto Pietro. Furono infatti i monaci a dare un impulso notevole all'opera di bonifica del terreno, che era circondato da boschi e soggetto spesso ad inondazioni. 

A partire dal 1400 si riscoprì il valore della campagna grazie ad un periodo di relativa stabilità politica derivata dal governo della Serenissima Repubblica di Venezia, che conquistò Vicenza e il territorio circostante nel 1404. Durante il governo veneziano vennero edificate le ville presenti nel territorio.

Alla fine del '700 anche il territorio di San Pietro in Gu conobbe la conquista napoleonica della quale è documentato un episodio: il canonico Gian Maria Sale racconta che nel 1796 Napoleone in persona salì sul campanile della Chiesa Parrocchiale per osservare la cosiddetta "Battaglia del Brenta" contro gli Austriaci (l'attuale campanile è del 1817). Il cambiamento più rilevante operato dal governo napoleonico fu l'unificazione dei comuni di San Pietro in Gu, Barche, Armedola e Calonega avvenuta intorno al 1805. Inoltre, nello stesso periodo venne edificato il cimitero, giacché fino a quel momento i defunti venivano sepolti attorno alla Chiesa.

Dal 1815 al 1866 il territorio di Vicenza venne amministrato dall'Impero Asburgico che realizzò la strada Regia Tevisana coincidente con l'attuale ferrovia e annesse il Comune alla provincia di Padova nel 1853.

Il primo Sindaco dopo l'annessione del Veneto al Regno d'Italia fu Emilio Rizzetto, che promosse la realizzazione di alcune opere pubbliche tutt0ora presenti: l'attuale strada provinciale nel 1878, la stazione ferroviaria e i viali di accesso ad essa nel 1878-1880, la via Biasiati e la sistemazione della piazza nel 1875.

Il primo conflitto mondiale vide San Pietro in Gu quale avamposto del fronte di guerra dell'Altopiano di Asiago: vi si trovavano infatti un campo d'aviazione e un deposito di munizioni presso la stazione ferroviaria. 
Della Seconda Guerra Mondiale ricordiamo il valoroso apporto dato dall'Ing. Giacomo Prandina e dall'Ing. Francesco Tasca nella Resistenza contro i nazi-fascisti dal 1943 al 1945.