Lontanissime, convalidate anche da numerosi e significativi reperti archeologici, le origini di Petralia Sottana. Nelle vicinanze dell'odierno abitato un sito denominato "Grotta del Vecchiuzzo", la cui datazione risale a 3000 anni a.c. nel periodo paleolitico e neolitico. Le testimonianze rinvenute nella grotta , soprattutto argilla e ceramica, testimoniano la presenza di un insediamento umano quasi certamente impegnato nella lavorazione dell'argilla , con prodotti in ceramica monocromo rossa e disegni geometrici stilizzati in nero opaco., che studiosi autorevoli hanno definito come espressioni di uno stile particolare diverso dagli altri di Serraferlicchio, Malpasso, impianti lungo il corso dell'Imera Meridionale tra Caltanissetta ed Agrigento. Il rinvenimento, inoltre, di una fibrila di bronzo, indica come fin da quell'epoca la stazione preistorica umana fosse attiva.

 Difficile è seguire il percorso fino all'eta' della colonizzazione greca (750-730 a.c.), o affermare e i greci si spinsero fino a ridosso delle montagne delle Madonie. Piu' certa è invece la presenza, nella zona, dei Romani, venuti in Sicilia, come è noto, da conquistatori. Si sa che al loro arrivo, gli abitanti dell'antica Petra preferirono trattare la resa con il vincitore, anziché affrontarlo in una battaglia aperta, i cui esiti parevano a tutti scontati. Questo comporto' l'inclusione di Petra tra le citta' decumane, con trattamento differenziato nella richiesta di contributi e sostegni all'erario romano. A parte le testimonianze di Cicerone (72 a.c.) che parla di una sua venuta in Sicilia e di una sosta a Petra impegnato nella ricerca di una precisa documentazione dei soprusi del precursore Verre, resti romani si trovano nella contrada Muratore (Calcarelli - contr. Di Castellana Sicula) precisamente un torcularium (tipico palmento per pigiare l'uva).
Nulla è possibile sapere, dopo la caduta dell'Impero Romano, sulla sorte del comprensorio nel susseguirsi delle invasioni dei Vandali (Gluserico), degli Eruli (Odorico), degli Ostrogoti (Teodorico); le cronache si limitano a registrare i fatti d'arme più importanti e le vicende delle sedi siciliane più significative, durante la loro presenza in Sicilia. Né altro di più è dato conoscere, quando, dopo il 551, i Bizantini liberarono i territori del Mezzogiorno e della Sicilia dai Barbari, controllando, per quasi trecento anni la vita dell'isola. Si deve alla loro presenza la disseminazione di castelli fortificati un po' ovunque, in difesa di eventuali attacchi o stili.Più ricche sono le notizie riguardanti il periodo della dominazione araba, dall' 820 circa alla venuta dei Normanni, sia nella toponomastica, sia nella conduzione agricola, sia nell'organizzazione madonita. E' certo che a Petralia (allora Batarliah) ci fosse una Moschea e quindi una presenza significativa di arabi, un Signore, Maimun (Gaito), e probabilmente anche la sede di un Emirato. La conquista dei Normanni (1062) travolge gli insediamenti arabi (la loro era anche una persecuzione religiosa) per cui niente o pochissime vestige rimangono oggi in Sicilia sicuramente attribuibili oggi agli arabi. Con i Normanni si apri il lunghissimo periodo del feudalesimo, che in Sicilia e nel Mezzogiorno si protrasse fino alla Costituzione nel 1812, con tutte le implicazioni abbastanza note. Petralia, nei primi tempi, fu terra demaniale; ebbe forse un conte Giliberto di Monforte (1201), poi venne assorbita dalla contea di Collesano. Notizie storiche certe sull'esistenza delle due Petralia Soprana e Sottana, si hanno soltanto nel 1258 quando Manfredi, figlio dell'Imperatore Federico II, conferisce l'investitura della Contea di Collesano a Enrico Ventimiglia. Le due Petralie, accorpate nella baronia delle Petralie, vivono le vicende dei Ventimiglia, sia nell'unificazione delle due Contee, Geraci e Collesano, sia nella loro separazione. Dopo il 1412, finisce il Regnum e ha inizio il Viceregno.
Delle Petralie diviene Signore Pietro Cardona (1444), figlio del primo vicere di Sicilia. Con il matrimonio della vedova Moncada di Paterno' con il Duca di Montalto, Petralia si trova quasi al centro di un immenso patrimonio che va da S.Mauro, Collesano, Geraci, Caltanissetta, Paterno'. Gli ultimi eredi dei Moncada di Montalto appartengono alla famiglia degli Alvarez Ferradina di Toledo, il cui ultimo erede Francesco Alvarez arriva fino alla eversione della feudalita' del 1817. Con i Borbone, Petralia segue le sorti della costituzione del Regno delle Due Sicilie, con un suo Decurionato e con i suoi organi amministrativi, il suo Consiglio Civico e le sue prerogative. Nel 1860, partecipa con un gruppo di volontari garibaldini alla liberazione della Sicilia dai Borbone ed alla costituzione dell'unita' d'Italia.