Верхневилюйск как зимовье впервые упоминается в 1637 году. Становление его как села приходится примерно на 1780-е годы. Статус самостоятельного сельского образования получил в 1835 году.
В 1896 году открылась торговая ярмарка в селе. Это стало началом развития населенного пункта и привлекло новых жителей. В 1930-х годах Верхневилюйск стал центром сельского поселения и получил статус районного центра. Здесь были открыты школы, больницы и другие социальные объекты.
Во время Советского периода Верхневилюйск активно развивался как административный центр и торговый пункт, обеспечивая жителей окружающих сел лекарственными препаратами, продовольствием и прочими товарами.
Культура Верхневилюйска имеет глубокие корни и тесно связана с традициями местных народов, особенно с народом Якутов. Этот регион богат на народные ремесла, музыку, танцы и обряды.
Кроме того, в Верхневилюйске имеется обширная территория (местность «Түгэхтэй», Верхневилюйский улус), где местные жители отмечают «Ысыах» (Ыhыах). Этот праздник — своеобразная встреча лета и отмечается в начале лета.