Il violoncello è uno strumento che da sempre per le sue peculiarità timbriche ha affascinato ascoltatori, musicisti e compositori.
Anticamente chiamato "violino basso" o basso di viola da braccio, comparve per la prima volta nel XVI sec. La viola da braccio, altro nome usato per definire la lira da braccio, deriva a sua volta dalla lira bizantina, strumento ad arco già in uso in Europa a partire dal IX secolo. La sua apparizione piuttosto tarda è dovuta all’ideale sonoro occidentale del Medio Evo, che permane fino al XV secolo, e preferisce un tipo di suono acuto e nasale. I cantanti usavano la voce in modo che oggi diremmo orientale, e gli strumenti che accompagnavano il canto (perché questa era la loro funzione principale) dovevano produrre un suono simile. A quel tempo la voce bassa non faceva parte della nostra concezione musicale. Dalla metà del XV secolo, alcuni compositori della scuola fiamminga cominciarono ad ampliare l’estensione vocale verso il basso, quindi anche gli strumenti deputati all'accompagnamento della voce furono modificati per spingersi sempre più agilmente verso il basso.
Le innovazioni nella costruzione del basso di viola da braccio che confluirono nel moderno violoncello avvennero nell'Italia settentrionale a fine XVII secolo nell'area attorno a Bologna. Lo strumento si rimpicciolì ed adottò definitivamente l'accordatura attuale, finché non vennero fissate definitivamente forma e dimensioni per opera del celeberrimo liutaio cremonese Antonio Stradivari.
Parallelamente a questi miglioramenti sul piano morfologico e a un crescente sviluppo della tecnica di esecuzione, il violoncello ha subito una progressiva emancipazione dal ruolo di strumento di accompagnamento per assurgere al rango di solista, che già da tempo spettava al suo fratello più famoso, il violino. A partire dal XVII secolo infatti aumenta la letteratura per violoncello e aumenta sempre di più la sua importanza nel repertorio concertistico e nella musica da camera.
Oltre alla musica classica il violoncello ha trovato un settore di diffusione nella musica rock, metal, pop e jazz.