Dès le haut Moyen-Âge, une petite agglomération dépendant de Château-Landon, capitale du Gâtinais, se regroupe autour de l'église Saint-Pierre. Ce n'est qu'à la fin du XIIe siècle que Nemours prend véritablement son essor sous l'impulsion d'une puissante famille proche du pouvoir royal.
En 1120 Orson, seigneur de Nemours et vassal de Louis VI, fait construire un château sur la rive gauche du Loing afin de défendre ce point particulièrement stratégique. La ville médiévale s'étend à l'intérieur de ce que l'on appelle aujourd'hui, les "petits fossés". Cinquante ans plus tard, Gautier, chambellan de Louis VII affranchit les habitants de Nemours et leur octroie une maison et un arpent de terre. Le fondateur de la ville s'éteint en 1205 après avoir fait restaurer l'église qui recevra la relique de Saint-Jean-Baptiste et fonde l'Hôtel-Dieu chargé d'accueillir les nombreux périns.
Au XIIIe siècle, appauvris par les croisades, les seigneurs de Nemours doivent céder leur terre au roi de France. Plusieurs d'entre-eux, dont Saint-Louis, séjourneront à Nemours. Grâce à ses défenses, Nemours échappe aux ravages de la guerre de Cent Ans. Devenue duché-paierie en 1404, la ville retourne à la couronne de France une vingtaine d'années plus tard.

Né à Nemours en 1833, élève de l'école des Beaux-arts à l'âge de 19 ans, le sculpteur Justin-Chrysostome Sanson fut premier grand prix de Rome à 28 ans. Principal fondateur du château-musée de Nemours où sont conservées nombre de ses oeuvres, il a profondément marqué la vie artistique de la commune. On lui doit notamment la statue du mathématicien Bezout, la source de Chaintréauville, mais surtout, la Piéta en bronze réalisée en 1871, une oeuvre visible à l'église de Nemours.