Der mythologische König Midas (738-696 v. Chr.) soll ein größeres phrygisches Reich von Pessinus aus regiert haben. Die seit 1967 durchgeführten archäologische Untersuchungen haben gezeigt, dass sich die Stadt frühestens um 400 v. Chr. entwickelte, was jeder historischen Behauptung früherer phrygischer Wurzeln widerspricht.
Nach alter Tradition war Pessinus das wichtigste Kultzentrum des Kybele-Kultes. Die griechisch-phrygische Kybele wurzelt in der alten anatolischen Göttin Kubaba, deren Kult sich im zweiten Jahrtausend v. Chr. über Anatolien ausbreitete. Die Tradition versetzt den Kybelekult in die frühe phrygische Zeit (8. Jahrhundert v. Chr.) und verbindet die Errichtung ihres ersten nennenswerten Tempels und sogar die Gründung der Stadt mit König Midas (738-696 v. Chr.). Die phrygische Vergangenheit des Pessinus ist jedoch sowohl historisch als auch archäologisch immer noch unklar und umstritten.

Der Geograf Strabo schreibt zum Beispiel, dass die Priester in "alten Zeiten" Potentaten waren. Umklar ist aber, ob Pessinus bereits ein Tempelstaat war, der in der phrygischen Zeit von einer Priesterdynastie beherrscht wurde.
Laut Cicero hielten die Seleukidenkönige eine tiefe Hingabe für den Schrein der Kybele, was darauf hindeutet, dass das Heiligtum in dieser Zeit immer noch sehr verehrt wurde.

Spätestens im 3. Jahrhundert v. Chr. war Pessinus zu einem Tempelstaat geworden, der von einer klerikalen Oligarchie beherrscht wurde, die aus Galloi , Eunuchenpriester der Muttergöttin, bestand.

Nach der Ankunft der keltischen Stämme in Kleinasien im Jahre 278/277 v. Chr. und ihrer Niederlage während der sogenannten "Schlacht der Elefanten" (wahrscheinlich 268 v. Chr.) durch Antiochus I siedelten sich die Kelten im Norden Anatoliens an, der als Galatien bekannt wurde.
Der Stamm der Tolistobogi, ein keltischer Stamm, besetzte das phrygische Gebiet zwischen Gordium und Pessinus.

Das römische Engagement im Pessinus hat frühe Wurzeln. Durch mehrere Meteoritenschauer während des Zweiten Punischen Kriegesverunsichert, beschlossen die Römer in den Jahren 205/204 v. Chr. nach Konsultation der Sibylline-Bücher, den Kult der Kybele in Rom einzuführen.
Sie suchten Hilfe bei ihrem Verbündeten der Pergamener Attalus I (241-197 v. Chr.). Nach seinen Anweisungen besetzten sie Pessinus kurzfristig und entfernten den wichtigsten Kultgegenstand der Göttin, einen großen schwarzen Stein, der vom Himmel gefallen sein sollte, und brachten ihn nach Rom (Livius 10,4-11,18).
Pergamon scheint gegen Ende des 3. Jahrhunderts v. Chr. eine gewisse Kontrolle über Pessinus erlangt zu haben.  Mit Pessinus wurde nach 183 v. Chr. von den Attaliden-Königen ein Heiligtum hinterlassen.

Das erste Jahrhundert v. Chr. war für Pessinus eine sehr instabile Zeit, in der viele Herrscher über Zentralanatolien herrschten. Nach Strabo (12.5.3) verloren die Priester allmählich ihre Privilegien. Die Mithridatischen Kriege (89-85 v. Chr.; 83-81 v. Chr.; 73-63 v. Chr.) verursachten in der gesamten Region politische und wirtschaftliche Turbulenzen. Als Deiotaros , Tetrarch des Tolistobogi und treuer Vasall von Rom, 67/66 v. Chr. oder 63 v. Chr. König von Galatien wurde, verlor Pessinus seinen Status als unabhängiges, heiliges Fürstentum.
36 v. Chr. wurde die Herrschaft über Galatien von Marcus Antonius an König Amyntas übertragen. Nach dem Tod des Monarchen wurde das Reich der Galater unter Kaiser Augustus vom Imperium Romanum als Provinz Galatien annektiert. Pessinus wurde zur Verwaltungshauptstadt des galatischen Stammes der Tolistobogi und entwickelte sich bald zu einer echten griechisch-römischen Polis mit einer Vielzahl von monumentalen Gebäuden wie einer Kolonnadenstraße und einem Tempel für den Kaiserkult.

Strabo nannte Pessinus einen 'Emporion', ein Handelszentrum. Es ist davon auszugehen, dass Produkte aus dem anatolischen Hochland, vor allem Getreide und Wolle, gehandelt wurden. Sehr bald nach 25 v. Chr. begann die Urbanisierung und Umwandlung des Tempelstaates in eine griechische Polis.

Konstruktionen wie ein korinthischer Tempel und eine Kolonnadenstraße ( cardo maximus ) wurden mit dem Marmor aus den Steinbrüchen in Istiklalbagi, 6 km nördlich der Stadt, errichtet.

Aus Inschriften geht hervor, dass Pessinus mehrere öffentliche Gebäude besaß, darunter ein Gymnasion, ein Theater, ein Archiv und Bäder. Durch Rinnen und Terracotta-Rohre wurde ein System der Wasserversorgung errichtet. Der eindrucksvollste öffentliche Bau der frühen Kaiserzeit war das Kanalisationssystem, von dem der früheste Teil aus der Zeit des Augustus stammt. Es leitete die Abwässer der Stadt in den Fluss Gallos, der die Stadt durchquerte. Vom 1. bis zum 3. Jahrhundert n. Chr. wurde die Kanalisation kontinuierlich erweitert, bis er schließlich eine Länge von ca. 500 m und einer Breite von 11 bis 13 m aufwies.

Es ist nicht bekannt, wann genau das große Theater errichtet wurde. Es ist unausgegraben. Heute ist davon lediglich die Mulde der cavea auszumachen. Überliefert ist, dass das Theater zuletzt unter Hadrian aufwändig restauriert wurde.

Zu den anderen monumentalen Gebäuden, die unter der Herrschaft von Tiberius errichtet wurden, gehörten der Kaiserkult-Tempel, ein Sebasteion, erreichbar über eine zentrale Treppe mit zwei Cavea-Flügeln die als Theater genutzt werden konnte, wo religiöse und andere Aufführungen wie Gladiatorenkämpfe stattfanden.

Der Kolonnadenplatz im Tal wurde von dem Belgischen Archäologen Angelo Verlinde rekonstruiert. In der Vergangenheit war diese Struktur zu Unrecht in der tiberianischen Zeit datiert worden. Verlinde konnte aber belegen, dass derPlatz bereits in hellenistischen Zeit (spätes 2. bis frühes 1. Jahrhundert v. Chr.) entstanden war.

Das Christentum erreichte das Gebiet im 3. Jahrhundert. Ende des 4. Jahrhunderts wurde der Augustustempel aufgegeben. Ende des Jahres 715 wurde die Stadt Pessinus zusammen mit der Nachbarstadt Orkistos durch einen arabischen Überfall zerstört. Das Gebiet blieb unter byzantinischer Kontrolle, bis es im späten 11. Jahrhundert unter die Herrschaft der Seldschuken fiel. Danach wurde Pessinus ein unauffälliges Bergdorf, das allmählich entvölkert wurde.