Os irmãos Fernando e Artur Paes de Barros foram os descobridores das Minas do Mato Grosso, nas margens do Rio Galera, no Vale do Guaporé. 
Nessa expedição se depararam com uma mata grossa, fechada, com altas árvores, quase impenetrável, que se estendia por quase sete léguas. Denominaram-na de Mato Grosso. 
Posteriormente, em 1746, através de Carta Régia, D. João V determinou a fundação de uma vila nessa região, para servir de ponto de apoio administrativo e militar aos vários pequenos garimpos pulverizados por todo o Vale do Guaporé. 
Com a criação da Capitania de Mato Grosso por Carta Régia de 7 de maio de 1748, a nomeação do primeiro Capitão General, D. Antônio Rolim de Moura, para consolidar a posse portuguesa no Vale do Guaporé, este governante recém nomeado fundou Villa Bela da Santíssima Trindade a 19 de março de 1752. 
O nome do local onde foi fundada a vila, nas margens do Rio Guaporé era Pouso Alegre, no ponto mais ocidental possível do então reino português, escolhido como sede da Capitania pelas condições propícias de terreno, solo e possibilidades de defesa. 
A escolha do nome provinha do costume da época colonial de designar por Villa a sede municipal e expressão de admiração pelo lugar – bela. 
Foi a primeira sede da Capitania de Mato Grosso. Com o passar dos tempos, Vila Bela da Santíssima Trindade, ao perder a condição de capital para Cuiabá, passou a chamar-se Matto Grosso. 
A decadência da cidade Matto Grosso foi tão sensível, que a Assembléia Legislativa editou, em 1878, uma lei extinguindo o município, que foi, no entanto, vetada a 11 de dezembro do mesmo ano, pelo presidente da Província dr. João José Pedrosa. 
A Lei Estadual nº 4.014, de 29 de novembro de 1978, devolveu a denominação antiga ao município: Vila Bela da Santíssima Trindade.