เมื่อวัฒนธรรมเขมรโบราณเริ่มขยายตัวตามดินแดนแถบนี้ ชุมชนในลุ่มแม่น้ำเพชรบุรีก็ได้รับอิทธิพลของวัฒนธรรมเขมรโบราณ เช่นกัน มีการสร้างเมืองในรูปแบบวัฒนธรรมเขมรโบราณ เป็นรูปสี่เหลี่ยมอยู่ทางฝั่งตะวันออกของแม่น้ำเพชรบุรี
          หลักฐานที่เห็นได้ชัดได้แก่ โบราณสถานที่วัดกำแพงแลง ที่มีลักษณะเป็นปรางค์ขนาดใหญ่ห้าองค์ ก่อด้วยศิลาแลง ตกแต่งด้วยลายปูนปั้น ล้อมรอบด้วยกำแพงศิลาแลง พบรูปเคารพที่สำคัญคือ พระโพธิสัตว์อวโลกิเตศวร พบพระพุทธรูปปางสมาธิองค์เล็ก ๆ ประดับเรียงเป็นแถวเหมือนที่พบในที่อื่น ๆ ได้แก่ สระโกสินารายณ์ จังหวัดราชบุรี ปราสาทเมืองสิงห์ จังหวัดกาญจนบุรี ถ้ำใหญ่คูหาสวรรค์ จังหวัดลพบุรี และที่ประเทศกัมพูชา
          ลักษณะทางสถาปัตยกรรมของวัดกำแพงแลง เป็นลักษณะศิลปะบายน จึงสันนิษฐานว่า โบราณสวถานที่วัดกำแพงแลงเป็นพุทธสถานของฝ่ายมหายานที่ได้รับอิทธิพลศิลปะเขมรโบราณแบบบายน มีอายุประมาณพุทธศตวรรษที่ ๑๘ พบร่องรอยโบราณสถานในวัฒนธรรมเขมรอีกแห่งคือ วัดมหาธาตุ โดกยที่ฐานชั้นล่างพบว่าก่อด้วยศิลาแลง
          ยังปรากฎหลักฐานทางด้านเอกสารได้แก่ จารึกปราสาทพระขรรค์ในสมัยพระเจ้าชัยวรมันที่ ๗ ได้กล่าวถึงหัวเมืองต่าง ๆ ๒๓ แห่ง ซึ่งได้ประดิษฐานพระไชยมหานาถ รวม ๖ เมือง ซึ่งให้มีการสันนิษฐานว่า ปัจจุบันอยู่ในประเทศไทยได้แก่ ลโวทยปุระ สุวรรณปุระ สัมพูกปัฎฎนะ ชัยราชบุรี ศรีชัยสิงห์บุรี และศรีชัยวัชรบุรี สำหรับศรีชัยวัชรบุรี คือ เมืองเพชรบุรี มีพระปรางค์วัดกำแพงแลง เป็นศาสนสถานสำคัญ
          ในช่วงเวลาดังกล่าว เมืองเพชรบุรี น่าจะเป็นเมืองท่าค้าขายเช่นเดียวกับเมืองราชบุรีซึ่งเป็นเมืองร่วมสมัยเดียวกัน ได้พบหลักฐานเครื่องถ้วยชามจีนในชุมชนโบราณหลายแห่ง ที่เป็นชุมชนโบราณสมัยทวารวดี ได้พบเศษภาชนะดินเผาของจีน ที่มีอายุตั้งแต่สมัยห้าราชวงศ์ จนถึงราชวงศ์สุ้ง หยวน และเหม็ง เป็นจำนวนมาก แสดงให้เห็นถึงการติดต่อกับจีน ตั้งแต่ประมาณพุทธศตวรรษที่ ๑๕ - ๑๖ จนถึงพุทธศตววรษที่๑๘ - ๑๙
เมืองเพชรบุรีร่วมสมัยกับสุโขทัย
          จากบันทึกของ ลาร์ ลูแบร์ ได้กล่าวถึงกษัตริย์เมืองเพชรบุรีไว้ว่า ปฐมกษัตริย์สยามทรงพระนามว่า พระปฐมสุริยเทพ ฯ ครองนครชัยบุรี เมื่อ พ.ศ.๑๓๐๐ สืบต่อมาสิบชั่วกษัตริย์ องค์สุดท้ายทรงพระนามว่า พญาสุนทรเทพ ฯ โปรดให้ย้ายเมืองหลวงมาตั้งใหม่ชื่อว่า ธาตุนครหลวง ในปี พ.ศ.๑๗๓๑ กษัตริย์องค์ที่ ๑๒ ทรงพระนามว่า พระพนมไชยศิริ ได้ให้ราษฎร์ไปอยู่ ณ เมืองนครไทย ทางตอนเหนือของเมืองพิษณุโลก ส่วนพระองค์เองไปสร้างเมืองใหม่ชื่อว่า พิบพลี ตั้งอยู่บนฝั่งแม่น้ำสายหนึ่งอยู่ทางทิศตะวันตกของแม่น้ำเจ้าพระยา มีกษัตริย์สืบต่อมาสี่ชั่วกษัตริย์ จนถึงองค์สุดท้ายทรงพระนามว่า รามาธิบดี ได้สร้างเมืองสยามขึ้น เมื่อปี พ.ศ.๑๘๙๔
          มีหลักฐานที่กล่าวถึงเมืองเพชรบุรี ในศิลาจารึกหลักที่ ๑ ว่า ".....เบื้องหัวนอนรอดคนที พระบาง แพรก สุพรรณภูมิ ราชบุรี เพชรบุรี ศรีธรรมราช ฝั่งพระสมุทร เป็นที่แล้ว....."
          มีปรากฎชื่อเมืองเพชรบุรีในเอกสารจีน ราชวงศ์หงวนว่า กันมู่ติง (กทรเตง) ส่งทูตจากเมืองปี้ชา ปู้หลี่ (เพชรบุรี) มาถวายเครื่องราชบรรณาการ ซึ่งตรงกับปี พ.ศ.๑๘๓๗ ปีที่ ๓๑ ในราชวงศ์ รัชกาลจี้หยวน ตรงกับรัชสมัยพ่อขุนรามคำแหง ฯ
          มีร่องรอยวัฒนธรรมก่อนสมัยอยุธยาในเขตเมืองเพชรบุรี มีโบราณสถานและโบราณวัตถุหลายอย่าง ที่มีความแตกต่างจากศิลปะแบบอยุธยา ซึ่งเรียกว่า ศิลปะก่อนอยุธยา เช่น พระพุทธรูปในถ้ำเขาหลวง เจดีย์แปดเหลี่ยมในถ้ำเขาหลวง ใบเสมาที่วัดมหาธาตุ ซึ่งเป็นเสมาสลักจากหินทรายแดง ตัวเสมาสลักลวดลายเป็นประติมากรรม นอกจากนี้ยังมีเสมาจากวัดร้างต่าง ๆ เป็นจำนวนมาก มีลักษณะเก่ากว่าแบบที่นิยมในสมัยอยุธยา
เมืองเพชรบุรีในสมัยอยุธยา
          ในสมัยอยุธยา เพชรบุรีเป็นเมืองชุมทางเชื่อมต่อระหว่างเมืองในลุ่มแม่น้ำเจ้าพระยากับหัวเมืองชายทะเลทางใต้ เป็นเมืองท่าสำคัญที่เรือสินค้าต่าง ๆ แวะจอดพักก่อนเดินทางต่อไปกรุงศรีอยุธยาหรือจะล่องไปหัวเมืองทางใต้ รวมทั้งการเดินทางทางบกไปยังเมืองท่าฝั่งยตะวันตกคือ เมืองมะริด เมืองเมาะลำเลิง และหัวเมืองมอญ จากศิลาจารึกวัดเขากบ ซึ่งเป็นศิลาจารึกสมัยสุโขทัยได้กล่าวถึงเส้นทางที่ผ่านเมืองเพชรบุรีไปยังอินเดียคือ เดินทางมาขึ้นบกที่เมืองตะนาวศรี แล้วตัดข้ามมาเมืองเพชรบุรีแล้วไปราชบุรี จนถึงอโยธยาแสดงว่าเส้นทางนี้เป็นเส้นทางที่ใช้กันมาแต่โบราณ
          ชาวโปรตุเกส ที่เดินทางไปยังอินเดียและมะละกา ในปี พ.ศ.๒๐๕๔ ได้บันทึกเรื่องราวเกี่ยวกับเมืองท่าสำคัญ ที่มีบทบาททางการค้าระหว่างตะวันตกกับตะวันออก ได้กล่าวถึงเมืองเพชรบุรี (Peperim Pepory) ว่าเป็นเมืองท่าสำคัญเมืองหนึ่งทางฝั่งตะวันตก มีเจ้าเมืองปกครองเยี่ยงกษัตริย์ และมีสำเภาส่งไปค้าขายในภูมิภาคต่าง ๆ ด้วย
          จากบันทึกของบาทหลวง เดอ ชัวซีย์ กล่าวถึงเมืองเพชรบุรีว่า เป็นเมืองท่าส่งข้าวและผ้าฝ้ายเป็นสินค้า
          จดหมายเหตุการเดินทางของสังฆราชแห่งเบริธ ที่เดินทางมาเมื่อปี พ.ศ.๒๒๐๕ โดยเดินทางผ่านเข้ามาทางเมืองตะนาวศรี เมืองมะริด เมืองกุย เมืองปราณ เมืองเพชรบุรี มีความตอนหนึ่งว่า "จากเมืองปราณบุรี ได้มาถึงเมืองเพชรบุรี (Pipiti) โดยใช้เวลาเดินทางห้าวัน เมืองนี้เป็นเมืองใหญ่ มีกำแพงเมืองก่ออิฐ
          จดหมายเหตุของ ม.เซเบเรต์ ราชทูตฝรั่งเศส ที่เดินทางมาเจริญพระราชไมตรี ในสมัยสมเด็จพระนารายณ์มหาราช เมื่อปี พ.ศ.๒๒๓๐ กล่าววถึงการเดินทางไปลงเรือที่เมืองมะริดว่า ได้ล่องเรือจากเมืองลพบุรี ผ่านอยุธยา บางกอก แม่น้ำท่าจีน แม่น้ำแม่กลอง แม่น้ำเพชรบุรี ถึงเมืองเพชรบุรี แล้วเดินทางต่อไปชะอำ เมืองปราณ เมืองตะนาวศรี และเมืองมะริด ระหว่างเดกินทางได้บันทึกเหตุการณ์และบรรยายสภาพบ้านเมืองต่าง ๆ เอาไว้ ได้กล่าวถึงเมืองเพชรบุรีไว้ว่า
          "เมื่อเรือได้เข้าลำน้ำเพชรบุรี ได้พบผู้ว่าราชการเมืองเพชรบุรี .....ออกนำหน้าเรือพวกเรา และได้โยงเรือพวกเราสามลำขึ้นไปจนถึงเมืองเพชรบุรี ซึ่งอยู่ห่างปากน้ำเข้าไปปราณ ๘ ไมล์ แถวปากน้ำเพชรบุรีเป็นที่เปล่าเปลี่ยว ไม่มีผู้คนอยู่เลย แต่เมื่อขึ้นไปตามลำน้ำ ประมาณ ๒ ไมล์ ภูมิประเทศดูดีขึ้น สองข้างแม่น้ำเป็นทุ่งนา .....บางแห่งก็เป็นทุ่งเต็มไปด้วยโค กระบือ มีเจ้าของนำมาเลี้ยง .....เมืองเพชรบุรีเป็นเมืองขนาดใหญ่ในสยาม แต่เดิมพระเจ้าแผ่นดินสยามก็เคยมาประทับอยู่ที่เมืองนี้เสมอ เมืองนี้มีกำแพงก่อด้วยอิฐล้อมรอบและมีหอรบหลายแห่ง แต่กำแพงชำรุดหักพังไปมากแล้ว ยังเหลือดีอยู่แถวเดียว บ้านเรือนไม่สวยงาม เพราะเป็นเรือนที่สร้างด้วยไม้ไผ่ทั้วสิ้น สิ่งที่งามมีแต่วัดวาอารามเท่านั้นและวัดในเมืองนี้ก็มีเป็นอันมาก"
          นอกจากที่กล่าวมาแล้ว เพชรบุรียังเป็นจุดยุทธศาสตร์ที่สำคัญ ใช้เป็นที่ตั้งกำลังทางทหารทั้งทางบกและทางน้ำ ในสมัยสมเด็จพระมหาธรรมราชา เมื่อพระยาละแวก ยกทัพมาตีกรุงศรีอยุธยาถึงสามครั้ง พระยาเพชรบุรีมีส่วนสำคัญในการศึกด้วยทุกครั้ง ในรัชสมัยสมเด็จพระนเรศวรมหาราช พระองค์ได้โปรดให้ยกทัพไปตีเขมร พระยาเพชรบุรีได้รับมอบหมายให้เป็นนายกองเรือ ยกขึ้นไปตีเมืองป่าสักและเมืองจตุรมุข แล้วจึงยกไปสมทบกองทัพหลวงที่เมืองละแวก
          เมื่อสมเด็จพระนเรศวรมหาราช และสมเด็จพระเอกาทศรถ ทรงยกทัพไปตีพม่า ได้โปรดให้พระยาเพชรบุรียกทัพช้างม้าและพลรบ จำนวน ๓,๐๐๐ คน เป็นทัพหนุน
          ในปี พ.ศ.๒๓๐๘ พม่ายกทัพมาตีกรุงศรีอยุธยา ได้เดินทัพผ่านเมืองเพชรบุรี สมเด็จพระเจ้าเอกทัศน์โปรดให้พระยาตาก และพระยาเพชรบุรี คุมกองทัพเรือ ไปรับทัพพม่า พระยาเพชรบุรีถูกพม่าล้อมและตายในที่รบ
          ในปี พ.ศ.๒๓๑๒ สมเด็จพระเจ้าตากสิน โปรดให้ยกทัพไปตีนครศรีธรรมราช พระยาเพชรบุรีเป็นกองหน้า และได้ตายในที่รบ กองทัพหลวงยกไปทางเรือ ถึงตำบลบางทะลุ หาดเจ้าสำราญ กองเรือถูกพายุ เรือล่มหลายลำ ต้องพักอยู่ที่เมืองเพชรบุรีระยะหนึ่ง
เมืองเพชรบุรีสมัยรัตนโกสินทร์
          การเดินทัพของพม่าที่เข้าตีเมืองทางภาคใต้ของไทย จะเดินทัพมาทางด่านสิงขร ซึ่งมีความเกี่ยวข้องกับเมืองเพชรบุรี ในการรบครั้งสำคัญที่ตำบลลาดหญ้า แขวงเมืองกาญจนบุรี พระยาสีหราชเดโชชัย พระยาท้ายน้ำ และพระยาเพชรบุรี ได้รับคำสั่งให้ไปคอยซุ่มโจมตีหน่วยลำเลียงเสบียงของข้าศึก แต่ทั้งสามคำทำงานไม่ได้ผลจึงถูกประหารชีวิต กองทัพพม่าที่เข้ามาทางด่านบ้องตี้ ได้เข้าตีเมืองราชบุรี เมืองเพชรบุรี ต่อลงไปถึงเมืองชุมพร
          ในปี พ.ศ.๒๓๓๖ พระบาทสมเด็จพระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลกมหาราช ได้โปรดเกล้า ฯ ให้เตรียมทัพไปตีพม่า โดยยกทัพไปตั้งที่เมืองทวาย ฝ่ายพม่าได้ยกทัพมาล้อมตีเมืองทวาย และยกเข้าตีค่ายพระยาเพชรบุรี ซึ่งคุมกำลังไปในการทัพครั้งนี้ด้วย พม่าตีค่ายพระยาเพชรบุรีถึงสองครั้งจึงยึดค่ายได้ แต่ฝ่ายเราก็ยึดคืนได้ภายหลัง
          ในรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระพุทธเลิศหล้านภาลัย พม่ายกทัพมาตีหัวเมืองฝ่ายใต้ พระองค์ได้โปรดเกล้า ฯ ให้พระยาพลเทพไปรักษาเมืองเพชรบุรี และโปรดเกล้า ฯ ให้กรมหลวงพิทักษ์มนตรี เสด็จไปคอยสั่งการทัพที่เมืองเพชรบุรี
          ในรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระนั่งเกล้าเจ้าอยู่หัว เจ้าเมืองไทรบุรีแข็งเมือง เมื่อปี พ.ศ.๒๓๘๒ พระองค์ได้โปรดเกล้า ฯ ให้พระยาเพชรบุรีคุมทัพไปตั้งอยู่ที่เมืองสายบุรี เพื่อดูแลหัวเมืองมลายู
          จากเอกสารที่พิมพ์เผยแพร่เมื่อปี พ.ศ.๒๓๙๒ ได้แสดงข้อมูลประชากรในเมืองเพชรบุรีว่ามีชาวสยามจำนวน ๒,๗๐๐ คน ชาวจีน ๘๐๐ คน ชาวมาเลย์ ๔,๓๐๐ คน และชาวลาว ๕๓๐ คน