L’area del comune di Pontedera risulta abitata fin dal 4500 a.C. circa, come conferma il recente ritrovamento di un insediamento in località “Cava Erta”. La posizione era strategica per la vicinanza alla foce dei fiumi Era e Cascina, che si immettevano nel vasto sinus lagunare che a quel tempo lambiva le colline pisane. È attestato un insediamento stabile nel Neolitico, mantenutosi per almeno tre secoli (tra 5.350 e 5.000 anni fa) in una zona asciutta in prossimità di una foresta planiziale e lungo un paleoalveo fluviale, forse l’antico corso dell’Era o del Rotina.

Sebbene la pianta del centro storico sia tipica degli insediamenti romani, non esistono tracce documentate di quel periodo storico nella zona, né sono stati rinvenuti segni di una precedente civiltà etrusca. Nella frazione di Gello sono peraltro documentati siti di età imperiale abbandonati nel III secolo d.C., verosimilmente a seguito della formazione del padule di Lavaiano.

In passato è stata identificata con Valvata, una località romana dell’Etruria che la Tavola Peutingeriana situa a 8 miglia romane da Pisa. L’autore della identificazione è Niccolò Sansone nella Tavola dell’Italia antica, come riporta il Targioni Tozzetti. Valvata però è stata identificata anche con Cascina e con Fornacette, anche se queste restano solo ipotesi.

Nel 2010 sono stati scoperti resti di una fattoria romana, probabilmente una fattoria dell’età imperiale augustea, in località Scoffia, nei pressi del vecchio Ponte alla Navetta.

Il nome della città deriva dal ponte che fu fatto costruire dagli Upezzinghi alla foce dell’Era, quando ancora il borgo di Pontedera non esisteva. Le prime tracce della presenza del ponte risalgono al 1099. Esisteva invece all’epoca un villaggio, ora scomparso, di nome Travalda, mentre le prime tracce di Pontedera si hanno nel 1163, quando venne inclusa nell’elenco dei castelli pisani. Si presuppone però che a quei tempi non fosse ancora dotata di fortificazioni, la cui presenza è attestata solamente nella prima metà del XIII secolo. Nello stesso anno 1183 si ha notizia della chiesa di San Martino, posta sotto la pieve di Calcinaia. Nel 1172 i Pisani respinsero la coalizione di Cristiano di Magonza (Lucca, Siena, Pistoia e i Guidi): fu il primo scontro avvenuto a Pontedera.

Nei secoli si succedettero molte altre battaglie tra Pisa e Firenze con esito alterno, portando Pontedera sotto il controllo ora dell’una ora dell’altra. Il castello fu più volte distrutto: la prima nel 1256 per volere di Firenze e Lucca, vincitrice contro Pisa; l’ultima nel 1554. La battaglia più importante si tenne nel 1369: fu combattuta tra l’esercito fiorentino e quello mercenario di Bernabò Visconti signore di Milano, comandato dal celebre condottiero John Hawkwood, già al servizio della Repubblica Fiorentina, la quale fu sconfitta in questa occasione.

Cessato il periodo di ostilità, a partire dal Rinascimento Pontedera assunse sempre di più le caratteristiche di un comune a forte vocazione commerciale, ottenendo l’autorizzazione ad una fiera annuale prima e ad un mercato settimanale poi. Con il 1565 il borgo, dopo esser stato per lungo tempo sotto la giurisdizione di Cascina, acquistò una sua propria competenza giurisdizionale estesa al territorio di Ponsacco e Camugliano, Calcinaia, Gello, Montecastello, Pozzale. Nel 1637 Ferdinando II dei Medici, istituendo il marchesato di Ponsacco e Camugliano con sede di residenza del Commissario feudale, eliminò la podesteria di Pontedera su questo comune.

Nel 1924 l’ingegner Rinaldo Piaggio rilevò le Costruzioni Meccaniche Nazionali di Pontedera trasferendovi parte dell’industria genovese Piaggio di costruzioni aeronautiche. Riconvertita a produzione civile nel primo dopoguerra, la Piaggio ingrandì gli stabilimenti cittadini, divenendo sempre più parte integrante della città e costruendo addirittura un intero quartiere per i propri dipendenti.

Il 30 maggio 1930, per regio decreto, Pontedera fu proclamata “città“. Durante la seconda guerra mondiale Pontedera fu duramente bombardata a causa della presenza degli stabilimenti aeronautici della Piaggio. Con la fine della guerra e la conversione in fabbrica di motocicli, la Piaggio, e con essa Pontedera, parteciparono attivamente al boom economico degli anni sessanta.

Il 4 novembre 1966 il fiume Era ruppe gli argini e inondò la città.

Oggi Pontedera è un importante centro industriale e commerciale che presenta un ampio sviluppo edilizio.

Lo stemma è stato riconosciuto con DCG del 6 novembre 1937.

L’antico ponte sull’Era, lungo la strada che da Firenze conduce a Pisa, è certamente all’origine del nome della città, come anche dell’immagine contenuta nello stemma. Il ponte, il casotto dal caratteristico tetto verde e le acque dell’Era che scorrono copiose sono segni desunti da un antico sigillo del secolo XV, che raffigurava il ponte com’era a quel tempo.

In realtà, nel corso degli ultimi anni si è avuta una variazione rilevante nei colori dello stemma. In origine il sottofondo dello scudo cittadino non era azzurro, bensì bipartito verde e bianco (il verde a destra ed il bianco a sinistra) sovrapposti dal ponte. Ciò è dimostrato da una riproduzione dello stemma, che presentava tali caratteristiche, rimasto appeso per molti anni al balcone del palazzo municipale, dalla maglia di riserva del Pontedera, di colore verde/bianco, ed infine dalla Fiamma e dai Foulard bipartiti verde/bianco del primo Gruppo Scout ASCI Pontedera 1° “San Michele Arcangelo” (la “Vecchia Asci pontederese”) dal 1922 al 1948.

Il gonfalone, concesso con regio decreto del 6 maggio 1940 è un drappo di colore azzurro, riccamente ornato di ricami d’oro e caricato dello stemma della città con l’iscrizione centrata in oro: «Città di Pontedera».