Victoriacum del rey Leovigildo; Después de la crisis del Imperio romano, llegaron a la zona donde se asienta Vitoria varias tribus del norte de Europa. En este contexto, el lugar quedó en una zona marginal entre los visigodos (al sur) y los francos (al norte). Aunque tradicionalmente se ha afirmado que la ciudad denominada Victoriacum, que fue fundada por el rey visigodo Leovigildo en el año 581, corresponde a Vitoria.
Sin embargo, este dato no está suficientemente probado y expertos historiadores opinan que Victoriaco no estaba en la actual Vitoria o antigua Gasteiz sino en una zona cercana, probablemente a los pies del monte Gorbea donde hay un pueblo llamado Vitoriano en el municipio alavés de Zuya. A. Barbero y M. Vigil opinan que también pudo tratarse del oppidum de Iruña, la Veleia de Ptolomeo, complejo romano de gran importancia ubicado en tierras alavesas, a 11 km de Vitoria.
Anno V Tiberii, qui est Leovegildi XIII annus, […] Leovegildus rex partem Vasconiae occupat et civitatem, quae Victoriacum nuncupatur, condidit.
Recientes trabajos arqueológicos realizados en la ciudad apuntan a la presencia de francos, y no visigodos, en la zona, dificultando la identificación de Victoriacum como Vitoria. No existen muchos restos arqueológicos de esta época, pero parece ser que hubo asentamientos francos permanentes en las cercanías de la actual ciudad. Por ejemplo, en el yacimiento de Aldaieta (Nanclares de Gamboa) se han encontrado tumbas adornadas siguiendo las costumbres francas. Se cree que este asentamiento data entre los siglos VI y VIII. De la misma manera, los objetos encontrados en las excavaciones realizadas bajo la catedral de Santa María de Vitoria parecen ser de dicha cultura. Es más, tras examinar las características de estos objetos se puede afirmar que son del siglo VIII o posteriores.
De cualquier manera, no parece que la influencia, sea visigoda o franca, fuera importante en la zona de Vitoria. Según muestra la reja de San Millán de la Cogolla, en el siglo XI la mayoría de topónimos de la Llanada Alavesa, donde se encuentra Vitoria, eran de origen vasco incluyendo algunos otros de origen romance. La reja de San Millán es un documento del año 1025 que lista una serie de poblaciones que pagaban diezmos al monasterio de San Millán. La primera mención documentada de una aldea denominada Gastehiz se encuentra en dicho documento, aunque no se cita la localización de dicha aldea. Este mismo documento menciona igualmente muchas de las poblaciones que componen actualmente el municipio de Vitoria.
Entre los siglos VIII al XI la llanada alavesa se encuentra bajo la órbita del reino de León, posteriormente bajo el Condado de Castilla, primero, desde su surgimiento con Fernan González en 931 y, después, a la Corona de Castilla cuando esta es fundada gracias al reparto del Reino Navarro que hace Sancho III de Navarra a su muerte en 1035.
La actual Vitoria fue fundada por el rey navarro Sancho VI el año 1181 en el lugar de Gasteiz (…novum nomen imposui scilicet Victoria quae antea vocabatur Gasteiz… / «…a la que impuse el nuevo nombre de Vitoria que antes se llamaba Gasteiz») con la denominación de Nova Victoria. El origen de la fundación fue, al igual que en el caso de otras ciudades de la zona (Antoñana, Bernedo, Lapuebla de Arganzón, Laguardia), la necesidad por parte del rey navarro de crear una línea defensiva ante el reino de Castilla ya que acababa de ocupar esos territorios aprovechando la guerra civil castellana que se originó en la minoría de edad de Alfonso VIII.
Según estudios recientes, el poblado de Gasteiz contaba con una muralla defensiva con cien años de anterioridad a la fundación de Vitoria por Sancho VI.
Esta muralla fue años más tarde decisiva en el asedio de ocho meses con el cual las tropas del rey Alfonso VIII pudieron hacerse con el control de la ciudad tras la capitulación de esta hacia enero de 1200, de tal manera que en el año 1200 paso ya a depender de Castilla.
El propio rey castellano la dotó de su primer ensanche gótico en la ladera oeste. Alfonso X el Sabio la extendió en 1256 hacia el este con nuevas calles gremiales. Enrique III, en 1399, concede a la ciudad dos ferias francas.
Controversia arqueológica-histórica: Los estudios arqueológicos sobre una pequeña superficie en el interior de la catedral han dado con un análisis del C14 que sitúa la construcción de la muralla a finales del siglo XI (cien años antes de la fundación de la villa por el rey navarro Sancho el Sabio), sin embargo, muchos historiadores expertos en Fueros medievales no apoyan esa tesis. Los fueros otorgados por los reyes, o estamento jurídico, permitía la construcción de murallas y guarnición pero no podía existir un recinto de 20 torres como interpretan su cerco amurallado, sin el consentimiento real en forma jurídica. Vitoria-Gasteiz fue creada como tenencia defensiva junto con Zaitegi (1187), con el fin de proteger la nueva frontera que se había creado tras el tratado con Castilla de 1179. La existencia de algún tramo de muralla anterior sólo puede ser defendido desde el punto de vista arqueológico pero carece de fundamento histórico.
La Hermandad de Haro fue una de las hermandades concejiles que se formaron en Castilla tras las Cortes de Valladolid de 1295. En 1296 Vitoria firmó dos hermandades, una con villas de la costa cántabra como Castro Urdiales, Santander, San Sebastián, Bermeo, Fuenterrabía o Laredo, formando la Hermandad de las Villas de la Marina de Castilla con Vitoria y otra con villas de sus alrededores como Miranda de Ebro, Logroño, Haro, Nájera, Salvatierra o Santo Domingo de la Calzada. Debido a esta Hermandad se fundó la villa de Bilbao y su puerto en 1300, ya que las mercancías que iban a Castro Urdiales y Bermeo, al existir dos villas en la ria del Nervión que acortaban el trayecto, y acercaban el Mar.
Fue importante su judería, antes de la expulsión de los hebreos ordenada por los Reyes Católicos: el viejo cementerio judío aún se conserva en forma de parque (Judimendi) con un monumento conmemorativo de su pasado. En 1431, el rey Juan II de Castilla le otorgó el título de ciudad. En 1463 fue una de las cinco villas fundadoras de la Hermandad de Álava junto con Sajazarra, Miranda de Ebro, Pancorbo y Salvatierra en Rivabellosa. En 1466 Enrique IV de Castilla concedió a la ciudad el título de leal y en 1470 Fernando el Católico la nombra muy leal y el 22 de septiembre de 1483 Isabel I jura los fueros y privilegios de la ciudad en el Portal de Arriaga.
