Dai ritrovamenti archeologici di alcune tombe nel 1882 si può stabilire che i primi insediamenti nei pressi di Vallicella risalgono all'epoca picena. L'abitato attuale si origina nell'alto medioevo ed appare negli scritti della metà del XI secolo, quando ne entra in possesso il Vescovo-conte di Ascoli, il feudo sarà anche riconfermato dai diplomi imperiali tra XII e XIII secolo. Con il passaggio di potere dalla vecchia curia feudale ascolana alla nuova entità del comune, Vallicella diventerà castello del nascente stato di Ascoli, sede del comune che amministrava i numerosi borghi della zona. Segnalata nei catasti comunali del 1381, nel 1482, pur mantenendo una limitata autonomia, ricade sotto la giurisdizione di Rocca Casaregnana; in quel periodo, complice un aumento di popolazione che i territori montani non sempre erano in grado di supportare, inizia un costante processo di emigrazione, che, a fasi alterne, terminerà solo in epoca moderna. Già alla fine del trecento gli abitanti del castello chiedevano al vescovo di Ascoli l'assegnazione di terreni nella bassa vallata del Tronto, e numerose famiglie della zona emigrarono verso lo scomparso castello di Ottavo, nei pressi di Colli del Tronto, allora territorio amministrato da Castorano. Questo movimento avrà un suo picco massimo nel XVI secolo, quando il numero delle famiglie notabili e non, che si trasferiscono nel basso Tronto, sono tali che l'amministrazione ascolana è costretta a creare una nuova entità amministrativa, ovvero la Podesteria di Lama e Colli, gli attuali comuni Castel di Lama e Colli de Tronto (1543). Come per le migrazioni trecentesche, rimangono in questi municipi numerosi toponimi che ricordano i nuclei familiari o le località di origine dei migranti. Rimasta spopolata e priva della ricca aristocrazia terriera che aveva scelto le migliori opportunità culturali della città picena, Vallicella attraversò un profondo decadimento, soprattutto a causa delle onerose tassazioni che ormai i pochi residenti erano costretti a pagare. Risolti i problemi monetari, il borgo vide una rinascita tra XVII e XVIII secolo, quando i Panichi rimasti nel borgo costruirono le famose case torre poste all'ingresso dell'incasato, costretti come tutti nella zona a difendersi dai continui assalti dei briganti che infestarono per secoli queste zone montuose. Con l'arrivo dei francesi, nel 1808, viene riorganizzato il territorio e Vallicella diventa frazione del municipio di Mozzano; finita l'epoca napoleonica nel 1815 passa sotto Venarotta insieme a Vetoli, Marsia e Monestino, per ritornare sotto Rocca Casaregnana subito dopo.
Permane su uno stretto ciglio roccioso che si va allargando fin sotto ai piedi del podium, l'altura dove sorgeva presumibilmente la rocca e la chiesa scomparsa di San Martino; esisteva un tempo anche la chiesa di Santa Maria, mentre oggi l'unico edificio sacro è la recente e minuta San Giovanni Battista, incassata nelle strette vie del caseggiato. Suggestivo è percorrere le vie del paese, difese dalle feritoie delle case torri che si snodano tra gli edifici del paese, ornata dalla centrale fonte ed i terrazzamenti degli orti, dove si aprono splendidi squarci di panorama sulle valli circostanti.