העיר העתיקה של אורבייטו (בלטינית – urbs vetus) הייתה מאוכלסת מאז תקופת האטרוסקים. אורבייטו הייתה ללא ספק מרכז אטרוסקי חשוב, והמוזיאון הארכאולוגי בעיר (Museo Claudio Faina e Museo Civico) מציג כמה מהממצאים המעניינים ביותר מהתקופה, שנמצאו באזור העיר אורבייטו.
אורבייטו נכבשה על ידי האימפריה הרומית במאה השלישית לפנה"ס. לאחר התמוטטות האימפריה הרומית קיבלה העיר חשיבות בשל היותה נוחה להגנה. העיר הייתה חלק מממלכותיהם של הגותים אלאריק ואודואקר. ויטיגס הגותי ביצר את העיר, אך לא הצליח למנוע את נפילתה לידי האימפריה הביזנטית ב-530. עד לנפילתם הסופית של הגותים עברה העיר פעמים נוספות מיד ליד.
בשנת 596 נשלטה העיר על ידי הלומברדים שהושיבו בה בישוף ומינו בה דוכסים. המושב האפיסקופלי של המחוז הועבר מבולסנה השכנה, שהייתה במיקום נגיש, על שפת אגם בולסנה, אל העיר הנישאת על צוק רם.
במאה העשירית הוקמה בעיר קהילה עירונית בעלת שלטון עצמי. הקהילה נשלטה על ידי קונסולים שנשבעו אמונים, על פי השיטה הפאודלית, לבישוף העיר. אורבייטו נהנתה מיחסים טובים עם הכס הקדוש. במאה העשירית האפיפיור בנדיקטוס השביעי ביקר בעיר ביחד עם אחיינו פיליפו אלבריצ'י. אלבריצ'י התיישב בעיר, והפך לקונסול של העיר ב-1016.
לבירינת של מערות ומנהרות נחצב מתחת לפני הקרקע, באדמת הטוף הגעשית, ולא היה גלוי למתבונן מבחוץ. העיר התחתית נפתחה לסיורים מודרכים של תיירים.
מכלול העיר התחתית כולל, בנוסף למערות ומנהרות, גם אולמות, בארות, מדרגות, מחצבות, גתות וכן מעברים סמויים בין חלקי העיר, מקוואות מים ומחבואים בכתלי הקירות.
בבתים רבים של המשפחות האצילות שגרו בעיר נמצאו מסדרונות סמויים, שהובילו דרך העיר התחתית למקומות הרחוקים מהעיר. אלו שימשו אותם בעת מצור ומלחמה.
בעיר עצמה ניתן לצפות בשרידיה של חומה אטרוסקית שהקיפה את העיר. כמו כן, לרגלי הצוק, בין מטעי אפרסקים ותפוחים, נמצא בית קברות גדול, אף הוא אטרוסקי, ובו למעלה ממאה מערות קבורה.
כאשר נכבשה רומא בשנת 1527 על ידי הקיסר קרל החמישי מן האימפריה הרומית הקדושה נמלט האפיפיור קלמנס השביעי לאורבייטו. בשל מיקומה ההררי של העיר חשש האפיפיור כי יוטל על העיר מצור, ודאג לאספקת המים. לכן בנה באר מרהיבה שתוכננה על ידי הארכיטקט הידוע בן התקופה אנטוניו דה סנגאלו הצעיר. הבאר, שכונתה על שם פטריציו הקדוש (Pozzo di S. Patrizio), נשמרה בעיר עד ימינו. אל הבאר מובילות רמפות הבנויות בצורת סליל כפול, כך שבהמות המשא המובילות את המים לא תיתקלנה זו בזו בדרכן אל הבאר וממנה. כתובת לטינית על הבאר קובעת כי – "QUOD NATURA MUNIMENTO INVIDERAT INDUSTRIA ADIECIT" (מה שקצב הטבע במשורה, תספק ההמצאה).
באר החציבה (Pozzo della Cava) הוא אתר תת-קרקעי בעיר, הכולל בנוסף לבאר גם ממצאים עתיקים נוספים בתשעה חדרים – מערות – הסוקרות פעילות של 2,700 שנה.
הבאר קשורה אף היא בשמו של קלמנס השביעי. במקום נקדח פיר עוד בימי האטרוסקים, בניסיון למצוא מים, וכן להתחבר למערכת של מערות תת-קרקעיות שהובילו מים מהמעיינות למרכז העיר. ב-1527 הורה האפיפיור קלמנס השביעי על חפירת הבאר במתווה הקידוח האטרוסקי העתיק. העבודות נמשכו שלוש שנים, והבאר נותרה פתוחה עד שנת 1646, שבה נסגרה בעקבות תקרית שבה הושלכו לבאר קצינים צרפתים שהואשמו באונס אחת מבנות העיר. במשך המאות הבאות הייתה הבאר סגורה לציבור, ומנהג העלמת הגופות בבאר נמשך. בשנת 1984 נפתחה הבאר מחדש. עומקה היה רק 25 מ', ושאר החפירה היה מכוסה בפסולת ובעפר. העבודות להחזרת הבאר לממדיה המקוריים נמשכו עד שנת 1996. כיום עומקה של הבאר הוא 36 מ', החצובים אל תוך מצוק הטוף של אורבייטו.
אורבייטו ידועה בקתדרלה שלה המכונה "דואומו" שהיא אחת מן היפות באיטליה. הקתדרלה מציגה חזית גותית-איטלקית ואילו גוף הקתדרלה בנוי בסגנון הרנסאנס. מבחוץ בנויה הקתדרלה מרצועות טרוורטין (סוג של סלע משקע) לבן, ובזלת ירוקה ושחורה. תכנון הקתדרלה מיוחס לרוב לארנולפו די קמביו אך הדעה כיום היא כי המתכנן היה נזיר אלמוני בשם פרה בוויניאטה מפרוג'ה. הבנייה החלה בשנת 1290 במטרה לשכן את שרידי נס הלחם והיין של בולסנה. הבנייה נמשכה כשלוש מאות שנים, כאשר בין הבונים והמתכננים היו האדריכלים הידועים אנדריאה פיזאנו ומיקלה סן מיקלה. חזית הבניין נחשבת ליפה במיוחד, והיא מציגה כמה פסלים של הפסל לורנצו מאיטני בן המאה ה-14. בתוך הקתדרלה ראויה לציון הקפלה של סן בריציו הכוללת פרסקו של פרה אנג'ליקו ובנוצו גוצולי המתאר את יום הדין, שצויר בין 1447 ל-1551, והושלם על ידי לוקה סיניורלי, האחראי אף לחלק מציורי הקפלה הסיסטינית ב-1499. על אף שבאורבייטו לא הייתה מעולם קהילה יהודית משגשגת, מציג עמוד מרכזי בקתדרלה שורה של עיטורים בצורת מגן דוד.
המדרכה המקיפה את הקתדרלה מקושטת באבנים צבעוניות אשר יוצרות צורות מגני דוד על המדרכה. בנוסף, בצדה החיצוני-הקדמי של הקתדרלה ישנם עיטורים הממחיזים את סיפורי התנ"ך, דוגמת אדם וחוה.