A história de Vilhena remonta aos primórdios deste século. Por volta de 1910, com a passagem da expedição chefiada pelo Marechal Rondon, implantando no Planalto dos Parecis um posto Telegráfico, na linha Cuiabá-Porto Velho.

A denominação de Vilhena é em homenagem a Álvaro de Melo Coutinho Vilhena, maranhense que em 1890 foi nomeado engenheiro chefe da organização da Carta Telegráfica da República.

Com o advento da colonização, no início dos anos 70, trazendo o forte fluxo migratório, acabou por se constituir em uma unidade administrativa.

Vilhena passou a se desenvolver rapidamente transformando-se em importante pólo comercial e industrial sendo elevado a categoria de município em 11 de outubro de 1977, pelo Decreto Lei n° 6448.