Le ipotesi sulle origini del nome Vernazza è divisa tra chi crede possa derivare dall'aggettivo latino verna, cioè "del luogo", ad indicare la provenienza del vino locale prodotto dai contadini del borgo: la Vernaccia, e chi protende a Vulnetia ad indicare la fondazione di Vernazza da parte di schiavi liberati della romana Gens Vulnezia.
Il "Castrum Vernatio" venne nominato per la prima volta nel 1080 in un documento citante l'abitato di Vernazza, a testimonianza del carattere difensivo del paese e quale base marittima dei marchesi Obertenghi, probabile punto di partenza delle navi in difesa dai Saraceni.
Nel XII secolo Vernazza fu utilizzata come base per la conquista della Liguria di levante da parte di Genova, e a partire dal 1209 il borgo fu sottomesso alla potenza marinara con la consegna del castello e con un atto di fedeltà compiuto dalle più importanti e ricche famiglie del luogo che si impegnavano di ubbidire a Genova.

Vernazza nel corso del 1400 era dotata di un sistema difensivo valido contro le incursioni che imperversavano lungo la costa da parte dei corsari.
Nei secoli XVI e XVII il borgo, come del resto anche gli altri delle Cinque Terre andarono incontro ad un lungo periodo di declino che ebbe ripercussioni negative sia sulla produzione del vino (principale fonte di sostentamento) che sulla manutenzione dei sentieri di collegamento spesso danneggiati dalle mareggiate.
Sarà solo nei primi anni del 1800, con la costruzione di nuovi terrazzamenti i cosiddetti ciàn, sorretti da chilometri di muretti a secco, che riprenderà vigore la coltivazione della vite e la conseguente produzione di vino.
Negli stessi anni iniziarono i lavori di costruzione della linea ferroviaria Genova-La Spezia (terminata nel 1874) che consentirà al borgo di uscire dal lungo isolamento con l'entroterra e promuovere nuovi rapporti commerciali con la vicina città di La Spezia fiorente per l'attività del suo porto e l'Arsenale Militare che andava costituendosi.

Dal 1997 Vernazza e tutte le Cinque Terre, assieme a Portovenere, l'isola Palmaria, del Tino e del Tinetto sono state dichiarate dall'UNESCO Patrimonio Mondiale dell'Umanità.
Con la costituzione del Parco Nazionale delle Cinque Terre (il più piccolo d'Italia) nel 1999, Vernazza, assieme agli altri borghi sono riuscite a promuovere politiche a sostegno del turismo responsabile, con particolare attenzione per le attività ricettive.
Il Parco è nato per tutelare e salvaguardare il territorio delle 5 Terre, modificato profondamente dall'uomo già in tempi antichi con la sostituzione dell'antica vegetazione ai nuovi terrazzamenti coltivati a vite e sorretti da una rete di circa 6.000 chilometri di muretti a secco.