Fano war ein Piceno-Zentrum, wie sporadische Funde in der Stadt und die Ausgrabungen von Montegiove und Roncosambaccio belegen.

Es war damals ein wichtiges römisches Zentrum, bekannt als Fanum Fortunae, ein Name, der sich auf den "Tempel des Glücks" bezieht, der wahrscheinlich als Beweis für die Schlacht von Metauro errichtet wurde: Es war das Jahr 207 v. Chr., und die römischen Legionen schlugen die Armee der Der karthagische General Hasdrubal tötete den Anführer, der nach der Überquerung der Alpen mit Kriegselefanten beabsichtigte, sich seinem Bruder Hannibal anzuschließen.

Die Stadt erlebte während der römischen Herrschaft eine bemerkenswerte Entwicklung dank ihrer strategischen Lage an der Straße, die das Tibertal mit Gallia Cisalpine verband. 49 v. Chr. eroberte es Gaius Julius Caesar zusammen mit Pesaro und begann damit den Bürgerkrieg gegen den Widersacher Pompeo.
Erst später stattete Caesar Octavian Augustus die Siedlung mit (noch teilweise sichtbaren) Grenzmauern aus und erhob die Siedlung in den Status einer römischen Kolonie mit dem Namen Colonia Julia Fanestris.

Einige Jahrhunderte später, im Jahr 271 n. Chr., fand in der Nähe die Schlacht von Fano statt, die das Ende des Versuchs der Alemannen markierte, Rom zu erreichen, das von Kaiser Aurelian besiegt wurde.

Während der Invasion Italiens (452-453) durch Attila sandte Fano zusammen mit den anderen nahe gelegenen Städten Rimini und Ancona Militärhilfe an die Stadt Aquileia, die 452 belagert wurde. Der Fano-Kommandant Bartolagi da Fano starb während der Belagerung und seine sterblichen Überreste wurden dann in die Kirche S. Pietro in Episcopio in Fano überführt.

Die Stadt Fano wurde 453 n. Chr. von Attila geplündert, bevor sie sich auf den Weg nach Rom machte, wo ihr Vormarsch der Überlieferung nach von Papst Leo I. gestoppt wurde.

Während des Gotischen Krieges des 6. Jahrhunderts wurde es aufgrund seiner Lage zwischen Nord- und Süditalien von den Ostgoten von Vitige (538) belagert und verwüstet und kurz darauf von der byzantinischen Armee von Belisarius und Narses wieder aufgebaut.

Anschließend wurde er Teil der maritimen Pentapolis (Rimini, Pesaro, Fano, Senigallia, Ancona), deren Leiter er war. Anschließend wurde es von Langobarden und Franken besetzt, bis Otto III. es Papst Sylvester II. schenkte.

1141 wurde die Stadt durch einen Vertrag zum Protektorat der Republik Venedig.

Im 13. Jahrhundert wurde Fano eine Gemeinde; im folgenden Jahrhundert war es für kurze Zeit unter der Herrschaft der Familie Este, danach wurde es durch den internen Kampf zwischen zwei Familien auseinandergerissen: der del Cassero und der da Carignano.

Ende des 13. Jahrhunderts kam die Stadt unter die Herrschaft der Malatesta von Rimini, dank einer Verschwörung der letzteren gegen die beiden rivalisierenden Familien. Die Familie Malatesta blieb in der Stadt bis 1463 an der Macht, als Sigismondo Malatesta Fano nach einer langen Belagerung, bei der der Augustusbogen, das Wahrzeichen der Stadt, beschädigt wurde, dem Herzog von Urbino Federico da Montefeltro überlassen musste.

Die Bevölkerung weigerte sich, Teil des Herzogtums Urbino zu werden und wurde daher zu einem kirchlichen Vikariat.

Während der napoleonischen Besetzung des Kirchenstaates wurde es von Bonapartes Armee geplündert und schwer bombardiert.

Er beteiligte sich aktiv an den Risorgimento-Aufständen mit der Bildung provisorischer Regierungen.

Während des Ersten Weltkriegs (1915-1918) erlitt sie zahlreiche Bombenangriffe der österreichischen Marine und auch im Zweiten Weltkrieg (1940-1945) erlitt sie an der Gotischen Linie zahlreiche alliierte Luftangriffe zur Zerstörung ihrer Eisenbahn- und Straßenbrücken und , durch die sich zurückziehende deutsche Armee, die Zerstörung fast aller ihrer Glockentürme (außer denen von S. Francesco di Paola und San Marco), des Bürgerturms, des Männchens der Malatesta-Festung und ihres Fischereihafens, berücksichtigt von Der Feind soll sensible Infrastrukturen in den Händen der Verbündeten lassen.

«Die größte Schlacht in Italien wurde am Apennin südlich von San Marino ausgetragen; die Namen von Fano, Pesaro, Cattolica, Riccione und Rimini werden in der Kriegsgeschichte bleiben»
(Oberst iG Dietrich Beelitz und Oberst i. G. Adolf Heckel, Deutsches Hauptquartier Bellaria, Sommer 1945.)