Разумеется, история города начинается не с 1968 года, а гораздо раньше. Первое печатное упоминание как населенного пункта можно найти в дневнике С.П.Крашенинникова, датированное 16 марта 1739 года: "...мы переехали в Тареин острожек, который стоит над Авачинской губою: в нем 2 юрты, 30 балаганов. Тойон новокрещен Михаило Тареин" (отсюда название бухты и местности). Издревле эти места были населены ительменами. Люди жили здесь со времен каменного века, пережив ледниковый период. На территории города Вилючинска и вблизи него археологи обнаружили 7 стоянок ительменов, культура которых относится к периоду 2 тысячелетие до нашей эры - 1 тысячелетие нашей эры.
В 1854 году в Тарьинской бухте стояла англо-французская эскадра в дни Петропавловской обороны. Здесь хоронили убитых моряков. Здесь же могила адмирала Прайса, который командовал этой бесславной для них экспедицией. В 60-х годах 19 века появились первые русские переселенцы.
В 1899 году Камчатское торгово-промышленное общество начало строительство первого рыбоконсервного завода на Камчатке. В первые годы советской власти берег Тарьинской бухты арендовался рыбаками. Камчатское акционерное общество создало здесь тресколовную базу. В 30-е годы построен рыбзавод. В годы войны завод производил сухой фарш и отправлял на фронт. В 1964 году завод был закрыт. На территории будущего города в 30-х годах действовали 2 рыболовецких колхоза: колхоз Вилюй и колхоз имени Сталина. В августе 1932 года на озеро Дальнее прибыли ихтиологи Ф.В. Крогиус и Е.М.Крохин для изучения биологии и воспроизводства тихоокеанских лососей. В 1937 году ими организован постоянный наблюдательный пункт, ставший Паратунской экспериментальной лабораторией, дававшей прогноз мощности хода красной рыбы. В 1957 году на базе наблюдательного пункта образована Камчатская научная станция (ТИНРО), которая существует до сегодняшнего времени.
В 1938 году открылась первая школа. В 1939 году открылась первая библиотека (библиотека рыбзавода).
В конце 30-х годов начинают обживать Тарьинскую бухту военные. В поселок Лахтажный (ныне м-н Рыбачий) приходят первые подводные лодки для постоянного базирования. 27 августа 1957 года вышел Приказ Главнокомандующего ВМФ СССР о создании плавмастерской, которая могла бы послужить опорной точкой для создания цехов на берегу. Для этого использовали трофейный японский транспорт "Горняк". 5 сентября 1959 года плавмастерская ПМ-96 ("Горняк") вошла в Тарьинскую бухту. Этот день отмечается, как день основания Камчатского морского завода.
Долгое время в Вилючинске базировалась пятая Тихоокеанская океанографическая экспедиция («Звёздная флотилия»), в составе которой были корабли «Спасск», «Сибирь», Сахалин», «Чукотка», «Чумикан», «Маршал Крылов», «Маршал Неделин». Один из кораблей экспедиции обеспечивал запуск космического корабля с Юрием Гагариным.
В настоящее время город является ключевым звеном в системе обеспечения обороноспособности государства на Дальнем Востоке. Основная его деятельность связана с Вооружёнными Силами Российского государства. На основании Указа Президента РСФСР от 14.12.1991г. № 283 «О назначении глав администраций городов – областных и краевых центров РСФСР» деятельность исполнительного комитета городского Совета народных депутатов г. Петропавловска-Камчатского-50 была прекращена, и его полномочия были переданы главе администрации г. Петропавловска-Камчатского-50.
Город Вилючинск расположен на субгоризонтальной террасе, которая слабо наклонена к берегу бухты Крашенинникова, сложена она моренными отложениями примерно 2-х метровой толщины (из верховьев р. Паратунка) шёл ледник, примерно 40-50 тысяч лет назад. Современные отложения сформировались около 5000 лет назад. Склоны состоят из ледниковых отложений. Рельеф сформировался сравнительно недавно, в самом конце кайнозойской эры. Терраса окаймлена невысокими сопками (600-800 метров), ледники принесли огромное количество обломков горных пород, вследствие чего образовался своеобразный рельеф с большим количеством мелких озёр с самой разнообразной формой.
Климат нашего города довольно своеобразен – влажный, близкий к морскому умеренному. Частые и резкие перепады давления, изменяется температура воздуха и влажность, что обостряет сердечно-сосудистые заболевания. Зимой бывают обильные снегопады, метели с сильными, штормовыми ветрами. Погода может изменяться несколько раз в день. Средние годовые температуры воздуха (-7С -10С), летом (+15С +16С), зимой (-8С -10С). Наиболее холодные месяцы – январь, февраль. Зима длится 5-6 месяцев. Весна холодная и короткая. Особенность летнего сезона – подчиняется влиянию морского бриза, который приносит облачность и прохладу.
Наш город не богат минеральными ресурсами. Есть пресные и горячие минеральные воды (скважина в районе п. Ягодное и недалеко от КПП Паратунка), песчано-гравийная смесь, белые кирпичные глины.
Вилючинск расположен в зоне широколиственного каменно-берёзового леса. Интересной особенностью камчатской флоры является образование новых видов растений и эндемизм (растения встречаются только в данной местности). Это каменная берёза, авачинская осина, бузина, рябина камчатская. Под ажурным полотном каменно-берёзового леса очень много травяных растений – чемерица, баранник, герань волжанка, кокалия камчатская, клоногон, кнежек охотский, дудник, реброклодник, черемша, заросли кедрового стланика, ольховника. Растёт жимолость, папоротники, можжевельник василистник, вейник лангсдорфа. Из трав можно выделить борщевик сладкий, полынь вильчатую, и скрученную, сердечник Виктора, остролодочник, рододендрон золотистый, трилиум камчатский. Везде заросли шеломанника. Есть охраняемые растения – ятрышник, триллиум камчатский, остролодочник. Занесены в Красную книгу Российской Федерации – башмачок Ятабе, радиола розовая.
Из животных – бедность видового состава. В основном зайцы, сурки, выдры, медведи. Из птиц – овсянка, китайская зеленушка, пухлячок, соловей красношейка, сороки, вороны, чайки, утки, пеночка, кедровки, трясогузки, кулики, поползень чечевица, тупики на прибрежных водах.
Дальнее озеро - нерестовое и является естественным инкубатором ценного вида лососевых - красной или нерки. Нерка - это многочисленный и пресно-озерный вид. Нерка заходит в нерестовый водоем в различный частях ареала с середины мая до конца сентября на 4-7- году жизни. Она возвращается на нерест только в свою реку или в свое озеро. В Дальнем озере нерка представлена двумя сезонными расами весенней и летней и «остаточном» или «карликовой», формой, не уходящей в море. Нерестилища нерки располагаются в местах выхода грунтовых вод , мелководьях рек, в ключах, небольших ключевых озерках и на литорали озёр на глубинах от 30 см до 2 м, реже глубже. Кроме нерки в Дальнем озере обитают голец, кижуч, и колюшка.
Голец в Дальнем представлен тремя формами озерной, жилой, хищный. Это редкий пресноводный озерный эндемичный малоизученный вид. Известен только, как водящийся в озере Дальнем бассейна реки Паратунка. Длина тела до 60 см, масса 3-1 кг. Имеет бронзо-розоватуго окраску. Созревает в возрасте 6 лет. размножается в озере. Нерест растянут с июля до марта, возможно, происходив ежегодно. Плодовитоелъ низкая. Молодь питается зоопланктоном, взрослые бентосом, молодью нерки, колюшек. Живет до 15 лет. Из-за низкой численности хозяйственного значения не имеет. Сегодня специалисты - ихтиологи считают, что дальнеозерский голец нуждается в охране и пристальном внимании за состоянием его численности. Ведь биология от того гольца до настоящего времени исследована недостаточно, а область обитания ограничена небольшим озером Дальнее. По этой причине к 1998 г. голец Крогиус включен в «Красную книгу Севера Дальнего Востока России».
Колюшка трехиглая многочисленный пресноводный озерно-речной вид. Распространена повсеместна в бассейнах Берингова и Охотского морей. Мелкая рыбка: длина 10-11 см, масса 7-9 г. Зимует вдали от берега, размножается летом в прибрежье, нагуливается в море, массовый нерест в июле. Постоянно обитает в пресной воде, главным образом в озерах. Живет 3-4 года. В море является конкурентом сельди, в озерах лососей (молоди нерки, кижуча). Колюшка трехиглая промысловой значения не имеет.
Экскурсионные походы на территории г. Вилючинска: на берег бухты Безымянной к скале «Нинкин камень», к озеру Саранному, к озеру пресному «Дальнему», к озеру «Турпанка», Восхождение на сопку Колдун, посещение каменно-берёзового леса, прилегающего к озеру Дальнему.