В Ареццо до сих пор сохранились остатки городской стены III–II вв. до н. э. Этруски не согласились с потерей независимости. В ходе гражданских войн II–I вв. до н. э. они не раз поддерживали одну из сторон, требуя взамен восстановления давних свобод. За это горожан ждала суровая расплата: Гай Марий и Гней Помпей разрушали Ареццо до основания. Сулла, а потом и Гай Юлий Цезарь устроили в Ареццо колонии для ветеранов поддерживавших их легионов, что в конце концов очистило город от остатков древней культуры. I тысячелетие в Ареццо было похожим на все тосканские города: набеги варваров, распад империи, готы, лангобарды, франки. Существенное место в средневековой истории города заняла власть церковников: епископство в Ареццо учредили еще в IV в. В конце Х столетия в Ареццо родился Гуидо Монако, или Гуидо д’Ареццо, бенедектинский монах и теоретик музыки, один из идеологов современной музыкальной нотации. В начале XI в. правившие городом епископы переселяются за его пределы. Это способствует провозглашению Ареццо свободной коммуной (1098), но уже в начале XII в. восстанавливается церковная власть – в лице епископа-графа, что явно способствовало процветанию города. В Ареццо была заложена новая кафедральная церковь, другие культовые и светские здания. Кульминацией политического могущества города стала победа в кровопролитной войне с Кортоной. Между тем в XIII в. в Ареццо начинается расцвет культуры. Именно в Ареццо был заложен фундамент Итальянского Возрождения. Рассадником новых научных знаний становится Студиум (университет), основанный в 1252 г. Тридцать лет спустя Ристоро пишет первую научную работу на народном итальянском языке. В городе зарождаются ростки новой итальянской лирической поэзии (Гуиттоне д’Ареццо, Сенне да ла Китара). В 1304 г. в Ареццо родился Франческо Петрарка. А местный художник Маргаритоне д’Ареццо (около 1240–1290) закладывает основы новой живописи. Его приемы вскоре блестяще использовали и развили флорентийские и сиенские мастера.
Во 2-й половине XIII в. Ареццо, как и многие тосканские города, раздирала борьба гвельфов и гибеллинов, сторонников церковной и имперской власти. Но в отличие от более мощных соседей, Флоренции и Сиены, в Ареццо внешняя борьба отступила на второй план перед внешней войной, когда партию гвельфов поддерживали флорентийцы и сиенцы. К концу века Ареццинская республика сохраняла верность императору, но в битве при Кампальдино (1289) республиканская армия была разгромлена флорентийцами. Погибли многие лидеры республики, в том числе епископ Гульельмо Убертини. Кстати, в этой битве на стороне гвельфов принимал участие великий поэт Данте Алигьери. На некоторое время город подпадает под власть пизанских тиранов, но в 1312 г. к власти приходит клан Тарлати ди Пьетрамала, самым выдающимся представителем которого был епископ Гуидо Тарлати (1312–1327). При нем войска Ареццо даже участвовали в битве при Монтекатини (1315), когда гибеллины победили флорентийцев. После смерти Гуидо республика испытала политический и финансовый кризис и в конце концов была продана Флоренции (1384), после чего значение города быстро упало. Судьба Ареццо в дальнейшем была тесно связана с судьбами Флоренции и всей Тосканы.