وكشفت التحقيقات والحفريات الأثرية التي أجريت على مدى العقود الثلاثة الماضية عن أدلة تشير إلى أن منطقة البتراء كانت مأهولة بالسكان خلال العصر البرونزي. تم اكتشاف مستوطنة من العصر البرونزي المبكر في أم سيسابان، الواقعة شمال شرق الدير، حيث تم اكتشاف بقايا منازل مستطيلة وبقايا فخارية، مما يشير إلى استمرار احتلال المنطقة من قبل المجتمعات الصغيرة.

ازدهرت مملكة أدوم، الممتدة من وادي الأحساء في الشمال إلى العقبة في الجنوب، في المقام الأول من القرن الثالث عشر إلى القرن الثامن قبل الميلاد.

وفي منطقة البتراء، أنشأ الأدوميون عدة مستوطنات، مستفيدين من مصادر المياه الطبيعية. ومن بين هذه المستوطنات أم البيارة (المشار إليها باسم "أم الصهاريج") وباجا. ومع ذلك، بعد مواجهة مع الملك أمصيا ملك يهوذا، سقطت المنطقة تحت سيطرة الأنباط.

عند وصولهم حوالي عام 312 قبل الميلاد، بنى الأنباط البتراء لتصبح مركزًا تجاريًا نظرًا لموقعها الاستراتيجي. لقد أتقنوا البقاء في الصحراء من خلال الري والبناء المتقدمين، لكن السيطرة الرومانية والبيزنطية اللاحقة أدت إلى تراجعهم.

في عام 106 م، قام الإمبراطور الروماني تراجان بدمج المملكة النبطية وأطلق عليها اسم المقاطعة العربية، وعاصمتها بصرى في سوريا الحديثة. وعلى الرغم من هذا الضم، احتفظت البتراء بأهميتها في المنطقة وحافظت على عدد سكانها، وحصلت على لقب "متروبوليس الجزيرة العربية" عام 114 م. وفي وقت لاحق، أثناء زيارة الإمبراطور هادريان عام 131 م، سميت المدينة هادريان بترا متروبوليس. ظلت البتراء مركزًا تجاريًا مزدهرًا لمدة قرنين آخرين مع بناء طريق ترايانا نوفا، الذي يربط بصرى في الشمال بميناء أيلا (العقبة) في الجنوب. أثر التخطيط الحضري الروماني على تطور المدينة، مما أدى إلى إنشاء هياكل جديدة مثل الطريق الروماني ذو الأعمدة، ومقبرة الجندي الروماني، ومقبرة سيكستيوس فلورنتينوس. يجمع المسرح، الذي تم تشييده خلال هذه الفترة، بين التصميم الروماني وتقنيات نحت الحجر النبطي.

عند وصول العرب المسلمين عام 636 م، أصبحت البتراء تحت الحكم الإسلامي. كشفت المسوحات والحفريات الأثرية التي أجريت في منطقة البتراء عن العديد من المباني والقرى التي يعود تاريخها إلى فترات إسلامية مختلفة، خاصة العصور الأموية والعباسية والمملوكية والعثمانية. وكشفت التنقيبات في الطيبة عن قرية تعود إلى العصر الأموي، بينما عثر في وادي موسى على عدة مباني ومعاصر زيتون من العصر العباسي. داخل البتراء، أعاد الأيوبيون بناء وترميم قلعتي الويرة والحبس. وكانت هذه القلاع بمثابة تحصينات دفاعية خلال الفترة الأيوبية ضد الصليبيين، مما يدل على الأهمية الاستراتيجية للبتراء في المنطقة. وفي البيضاء تم اكتشاف قرية من العصر المملوكي تضم مسجدين، كما تم العثور على قرى إسلامية أخرى تعود إلى العصر المملوكي والعثماني في خربة النوافلة، وخربة بني عطا، وخربة الماغرين آلاق على طريق الطيبة.

أعيد اكتشافها في عام 1812 من قبل يوهان لودفيج بوركهارت، واكتسبت البتراء شهرة عالمية، مما أدى إلى تصنيفها كموقع للتراث العالمي لليونسكو في عام 1985 وواحدة من عجائب الدنيا السبع الجديدة في عام 2007. وبناء على ذلك، زادت أعداد السياح بشكل مطرد على مر السنين، حيث يتدفق الزوار لرؤية الهندسة المعمارية المذهلة للمدينة القديمة وتاريخها الغني. كما تعززت شعبية البتراء من خلال ظهورها في العديد من الأفلام الشهيرة، مما عزز مكانتها كوجهة يجب مشاهدتها.