I primi insediamenti stabili risalgono all'età del ferro e sono documentati dai numerosi ritrovamenti archeologici della civiltà paleoveneta. I Romani arrivarono in Cadore nel II sec. a.c. e a Pieve, probabilmente sede di un presidio militare, vi era sul Montericco un tempio consacrato a Marte sul quale, con la cristianizzazione, fu edificata nel V Secolo la prima chiesa cristiana dedicata a S. Pietro Apostolo, per molto tempo l'unica al centro di una circoscrizione ecclesiastica comprendente tutto il Cadore. Fin da allora Pieve iniziò ad essere capoluogo e centro amministrativo del territorio, ruolo che ha sempre mantenuto nei secoli.

Dopo la dominazione longobarda e quella dei Franchi, nel 787 il Cadore entrò ecclesiasticamente a far parte del patriarcato di Aquileia; quasi certamente nell'XI sec; fu edificata nel centro di Pieve una nuova chiesa - che assunse il titolo di "matrice", e fu dedicata a S. Maria - e venne costruito il castello di Pieve. Contemporaneamente si formava un'organizzazione amministrativa locale: in un documento del 1199 appaiono, infatti, la figura del "marigo" e delle Regole, basi della futura struttura amministrativa della Magnifica Comunità. Nello stesso periodo sorse l'istituzione ecclesiastica dell'arcidiaconato, mentre la pieve rimase l'unica chiesa battesimale del Cadore.

Finito il dominio dei Caminesi nel 1337, la vita politica e sociale si trasformò e i cadorini scrissero il loro nuovo statuto approvato dal Patriarca e da Carlo di Lussemburgo, sotto la cui protezione si era posto il Cadore. Il diritto a mantenere i primi statuti fu riconosciuto anche dalla Serenissima, alla quale nel 1420 i cadorini decisero di sottomettersi, in cambio di vari privilegi; nel 1444 iniziarono i lavori per la costruzione del Palazzo della Magnifica Comunità. Il capitano, eletto dal Senato Veneto, che deteneva il potere esecutivo e il comando militare, risiedeva nel castello di Pieve. Con la presa del potere di Massimiliano I d’Asburgo in Tirolo, il castello di Pieve e diversi paesi cadorini furono messi a ferro e fuoco; nel 1508, i Cadorini e i Veneziani sconfissero gli imperiali nella battaglia di Rusecco.

Nel 1511 il castello fu nuovamente conquistato dai tedeschi, che requisirono lo statuto cadorino - e da allora, nonostante i molti tentativi di riaverlo, non fu più restituito (oggi è conservato ad Innsbruck). Il lungo periodo di pace, iniziato nel 1516 e terminato con le invasioni napoleoniche nel 1797, favorì lo sviluppo economico di Pieve e la conseguente formazione di una classe di mercanti che divenne quella egemone, fornendo amministratori ed esponenti ecclesiastici, ma che non riuscirà mai a farsi nobiltà, poiché lo statuto non prevedeva il titolo nobiliare.

Dalla seconda metà del '500 Pieve cambiò volto grazie alla ricchezza di alcune famiglie - dovuta al commercio del legname - che faranno erigere case di residenza in pietra, secondo la tipologia veneta. Al dominio francese dal 1797 successe quello austriaco, periodo segnato da carestie, epidemie e da precarie condizioni economiche. Con il Congresso di Vienna (1815) il Cadore divenne parte del regno Lombardo-Veneto; la ripresa economica coincide con il riordino del territorio: si costruisce la strada d'Alemagna che unisce la Pusteria alla pianura veneta.

Nel 1848 i Cadorini decisero di schierarsi con i veneziani contro gli austriaci: quasi quattromila uomini si misero agli ordini di Pietro Fortunato Calvi. Per l'eroico comportamento tenuto nel corso di quegli eventi, il Comune sarà decorato con la medaglia d'oro al valor militare. Dopo l'annessione del Cadore all'Italia (1866), Pieve alla fine del secolo vedrà nascere riviste e giornali, tra cui "Il Gazzettino", fondato da G.P. Talamini nel 1887 e diventerà meta turistica di fama (tra i suoi ospiti anche Giosuè Carducci); la crisi economica successiva costringerà però molti cadorini all'emigrazione.

Durante la prima guerra mondiale il forte di Monte Ricco, sorto sui resti dell'antico castello, fu distrutto dagli austriaci; terminato il conflitto furono avviate nuove opere pubbliche, tra le quali la costruzione del "trenino delle Dolomiti", che unirà Calalzo a Dobbiaco e resterà in funzione dal 1920 al 1964. Con l'avvento del fascismo venne meno un diritto esercitato per secoli da parte dei sindaci cadorini: quello di eleggere i propri rappresentanti alla Magnifica Comunità, mentre la ricorrente crisi economica favorì nuovamente l'emigrazione che durerà fino agli anni '60. Durante la seconda guerra mondiale, dopo l'8 settembre, Pieve con il suo territorio entrò a far parte dell'Alpenvorland hitleriano: nacquero le prime formazioni partigiane, che presero il nome di "Brigata Calvi", a ricordo del valoroso combattente per la libertà.

Negli ultimi trent'anni del '900 lo sviluppo industriale nel settore dell'occhialeria investe il Cadore, riaffermando la posizione di centralità della cittadina, che accoglie l'ospedale, le scuole superiori, gli studi professionali, le attività commerciali, le organizzazioni di volontariato. Il Palazzo della Magnifica Comunità, con il museo archeologico, la casa natale di Tiziano, quella di Tiziano l'Oratore costituiscono con la chiesa arcidiaconale di S. Maria Nascente, il Museo dell'Occhiale, i punti fondamentali del percorso culturale che Pieve offre al visitatore, assieme alle bellezze naturali del paesaggio e l'ospitalità dei suoi abitanti.