Da Piazza della Rocca prende avvio un interessante percorso turistico alla scoperta del centro storico, inteso come il nucleo medievale racchiuso dalle mura urbane. Sulla piazza troneggia un’imponente torre merlata, residuo della Rocca dei Di Vico, padroni di Vetralla fino al 1435: sul lato meridionale del paese, a ridosso della cinta muraria, sono visibili altri resti del fortilizio che venne pesantemente danneggiato dai bombardamenti alleati della Seconda Guerra Mondiale.
Percorrendo la Via Cassia Interna, dorsale E-O su cui si innerva il centro storico, si ha modo di osservare a sinistra Palazzo Anselmi (1537) che mostra in facciata tracce della decorazione pittorica che riproduce un finto bugnato. Di fronte, oltrepassato un ampio arco ribassato, si accede a Piazza Franciosoni dominata a sinistra dalla mole del Palazzo Franciosoni di scuola vignolesca al cui interno si conservano pregevoli affreschi attribuiti ai fratelli Zuccari.
Proseguendo lungo la Via Cassia Interna si incontra Piazza Umberto I, meglio nota come Piazza del Comune, su cui si affacciano il Duomo dedicato a S. Andrea, il Palazzo Comunale e le Carceri. L’aspetto attuale della piazza è il risultato di un riassetto urbanistico realizzato all’inizio del ‘700 con cui si sono volute inserire nel cuore della città le sedi del potere politico e religioso. Lateralmente alla via principale si aprono numerosi vicoli che portano agli angoli più nascosti e caratteristici del borgo medievale in cui può essere piacevole “perdersi”: profferli, case torri, fontane, portali e facciate finemente decorati danno origine a scorci affascinanti.
Alle spalle del Palazzo Comunale si trova Palazzo Zelli, abitazione settecentesca dei conti Zelli; attualmente di proprietà comunale ospita spesso mostre, conferenze ed eventi. Poco oltre un pregevole esempio di edilizia nobiliare tardo-cinquecentesca è Palazzo Vinci (conosciuto anche come Palazzo Brugiotti-Carpegna) che nella facciata mostra influenze stilistiche sia della scuola del Vignola (attivo alla fine del ‘500 a Caprarola) che di quella coeva di area orvietana guidata da Ippolito Scalza. Di fronte è situato Palazzo Piatti, già della famiglia Pieri, i cui interni sono decorati da affreschi.
Proseguendo la via Cassia Interna, al numero civico 36, all’interno della più importante Torre di Vetralla (Torre del Capitano del Popolo di fine XII-XIII secolo) si trova una casa museo che testimonia la tipica dimora contadina e popolare (tra ‘800 e ‘900) attraverso arredi e suppellettili originali.
Altre torri medievali (databili tra XI e prima metà del XII sec.), appartenenti a personaggi di alto rango, si dispongono lungo la via centrale inglobate in edifici posteriori. Poco oltre, per uno stretto vicolo (Via di Porta Marchetta, 2) si raggiunge il Museo della Città e del Territorio ubicato in un edificio, in parte scavato nel tufo, appartenente alla cinta difensiva (XIII-XV sec.). Esso mira alla conservazione della documentazione della storia locale e dei mestieri tradizionali e l’esposizione si articola in diverse sezioni dedicate alla pietra, al ferro e metalli, al legno, ai laterizi e alle ceramiche.
In fondo a Piazza Vittorio Emanuele II, all’estremità O dello sperone tufaceo su cui si sviluppa longitudinalmente Vetralla, si estende il complesso di S. Francesco, costituito da una bellissima chiesa romanica e dall’annesso oratorio, rimaneggiato in tempi moderni. Prospiciente alla chiesa, al di là della S.S. Aurelia Bis, si sviluppa il quartiere Castello sorto sui resti del più antico nucleo abitativo di Vetralla, attestato nella seconda metà dell’VIII sec. a.C. Si ha notizia infatti da autori della fine dell’800 che al Castello si trovava un piccolo sepolcreto tardo villanoviano, coevo a quello di Poggio Montano.