Il centro abitato è antichissimo: Naula, ora piccola frazione, era insediamento romano ed è citata in un diploma imperiale alvescovo di Vercelli del 7 maggio 999. Si ha poi la fondazione delborgo franco nel 1255.
Nel1927 furono aggregati a Serravalle Sesia i comuni diBornate (CC B052),Piane Sesia (CC G554; già Piane fino al 1863, poi Piane di Serravalle Sesia[5] fino al 1913 quando assunse l'attuale denominazione[6], con le dieci frazioni di San Giacomo, Naula, La Sella, Casa de Ambrosis, Cantone Martellone, Casa Quazzo, Casa Imbrico, Cantone Bertola, Castorino o Cantone Mazzone Sopra, Cantone Mazzone o Cantone Mazzone Sotto) eVintebbio (CC M061)[7].
Castello diVintebbio costruito nel IX secolo ad opera dei Vescovi di Vercelli, divenne un singolare consortile retto da varie famiglie nobili tra cui gliArborio, gliAvogadro, i Bellini, iBiamino, iDe Rege, iDelvecchio, iGattinara, iSalomone. Fu infine smantellato dai valsesiani nel 1559. Oggi ne restano le massicce rovine sul colle che domina il paese
Fra il1908 e il1935 Serravalle Sesia disponeva di una propria stazione lungo laferrovia Grignasco-Coggiola, in seguito rimasta in esercizio per alcuni anni come raccordo industriale a servizio della locale cartiera; tra il1880 e il1933 fu servita inoltre dallatranvia Vercelli-Aranco.
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