Sorano nacque come antico possedimento della famiglia Aldobrandeschi, ma il territorio comunale era già abitato sin dal periodo etrusco, come dimostrano i notevoli ritrovamenti di insediamenti e necropoli antiche.
Dopo il matrimonio tra Anastasia, ultima erede degli Aldobrandeschi, e Romano Orsini nel 1293, il controllo di Sorano passò alla famiglia Orsini.
Il centro seguì le vicissitudini storiche e politiche della vicina Pitigliano, dove era situata la residenza dei conti, e gli Orsini si impegnarono a potenziarlo fornendolo di fortificazioni efficaci, che resero Sorano un rifugio sicuro dagli attacchi nemici: più volte infatti, nel corso del XV secolo, i senesi posero la fortezza di Sorano sotto assedio, riuscendo ad occuparla solamente nel 1417.
Nel 1556, Sorano passò in mano ai Medici, che la inglobarono nel Granducato di Toscana assieme alla vicina Pitigliano.
Il borgo conserva ancora oggi il Ghetto ebraico lungo l'omonima via, dove era attestata anche la presenza della sinagoga e del Forno delle Azzime.
Un'altra sinagoga, trasformata oggi dall'amministrazione comunale in locale per mostre ed esposizioni, sarebbe stata identificata lungo "via Selvi" e risalirebbe a periodi precedenti all'istituzione del ghetto stesso, in quanto l'insediamento ebraico sarebbe antecedente a quest'ultima di almeno 50/60 anni.
Il ghetto sarebbe stato istituito dai Medici nel 1619 dopo che era stato effettuato lo scambio dei territori della Contea di Pitigliano e Sorano con quelli della Contea di Monte San Savino tra la famiglia Orsini ed i Medici stessi.
La comunità ebraica abbandonò Sorano ai primi del Novecento.
Dopo l'ultima guerra mondiale il ghetto di Sorano si avviò verso una fase di degrado senza precedenti che raggiunse il culmine ed il totale abbandono verso i primi anni novanta.
Fu in quel periodo che, grazie ad un'azione mirata dell'Amministrazione Comunale dell'epoca, fu avviata un'inversione di tendenza che comportò anche il coinvolgimento di operatori economici privati, i quali effettuarono un'attenta opera di restauro e di riqualificazione di tutti i fabbricati del ghetto, riportandolo alle sue antiche vestigia.
Alcuni segni che ricordano la presenza della comunità ebraica a Sorano sono visibili sui battenti delle porte d'ingresso dell'edificio che ospita l'hotel "Locanda Aldobrandeschi", a fianco della quale esiste ancora un'antica struttura che veniva utilizzata per lo stoccaggio del grano dato a garanzia nel cosiddetto "prestito a grano".
All'ingresso del ghetto inoltre sono ancora visibili i segni dei cardini ove ruotava il portone che chiudeva il ghetto stesso all'imbrunire per poi essere riaperto la mattina successiva.
Sorano è arroccato in modo pittoresco su una scoscesa rupe tufacea che presenta vari dislivelli.
Il borgo è caratterizzato inoltre da un dedalo di vicoli, cortili, archetti, portali bugnati, scale esterne, logge e cantine scavate nel tufo dove in passato venivano eseguite le varie fasi della vendemmia.
Intorno al centro storico, Sorano possiede una piccola area urbana, sviluppatasi ordinatamente a partire dagli anni sessanta del XX secolo grazie a interventi urbanistici regolatori. Dal punto di vista urbanistico-architettonico si segnala la zona 167, realizzata in tufo e chiamata comunemente con il nome di Case Nuove, tentativo di fondere architettura contemporanea e moderne esigenze con l'ambiente tufaceo e un contesto antico ormai consolidato: il quartiere è stato edificato tra il 1969 e il 1976 per conto della I.A.C.P. di Grosseto, su progetto di Lanfranco Benvenuti, Paolo Borghi e Luigi Rafanelli; tra gli edifici di maggior rilievo il condomino-torre di viale Brigate Partigiane, in quanto la più rappresentativa tra le moderne architetture che formano lo skyline di Sorano.