Первое поселение на гранитной горе-батолите, ныне занимаемой городом, возникло еще в доисторические времена. Во времена Древнего Рима населённый пункт был известен как Тургалиум.

После нашествия мавров город стал одним из важнейших их опорных пунктов в регионе. Известно, что в 1186 году кастильцами было предпринято несколько попыток отбить населённый пункт у арабов, однако они окончились неудачей. Мавры были изгнаны из Трухильо только 25 января 1232 года, в годы правления Фердинанда III Кастильского.

Статус города был пожалован Трухильо в 1430 году Хуаном II Кастильским. Город быстро рос, «перерастая» собственные стены. У подножия городской стены появился еврейский квартал. В XVI веке ряд выходцев из Трухильо (см. раздел «Известные жители») стал первопроходцами в деле завоевания Америки; вернувшись на родину, они выстроили величественные дворцы в центре города.

По переписи 1842 года в городе было 6026 жителей и 110 домовладельцев.