Die Bassgeige wurde in Italien in der ersten Hälfte des sechzehnten Jahrhunderts entwickelt, um zusammen mit der Violine und der Viola zu spielen. Der erste Erbauer war möglicherweise Andrea Amati, und zwar bereits 1538. Die erste spezifische Erwähnung des Instruments stammt wahrscheinlich von Jambe de Fer in seinem Traktat Epitome Musical (1556). Einer der ersten bekannten Fälle, in denen ein Komponist ausdrücklich die Bassvioline („basso da brazzo“) forderte, war Monteverdi in Orfeo (1607) (der erste war möglicherweise Giovanni Gabrieli in Sacrae symphoniae, 1597).
Die Gambe oder Viola da Gamba wurde um 1490 aus Spanien nach Italien eingeführt. Vor der Einführung der Gambe gab es in der Region kein Streichinstrument. Die Viola da Gamba wurde in der A-Gamba-Stellung gespielt (d.h. zwischen den Beinen wie ein Cello, im Gegensatz zu unter dem Kinn wie eine Violine). Die Viola da Gamba war auch viel größer und konnte daher viel tiefere Töne spielen als andere Geigen im damaligen Italien. Die ersten italienischen Gamben (oder „Violoni“, wie sie oft genannt wurden) nahmen bald viele Merkmale der Vorläufer der Violine an, wie z. B. separate Saitenhalter und gewölbte Stege, die es dem Spieler ermöglichten, eine Saite nach der anderen anzuschlagen. (Obwohl Gemälde wie Jan Brueghels d. Ä. „Die ländliche Hochzeit“ und Jambe de Fer in Epitome Musical darauf hindeuten, dass die Bassgeige alternative Spielpositionen hatte, waren diese nur von kurzer Dauer, und die praktischere und ergonomischere Gambenposition ersetzte sie schließlich vollständig). Eine der Eigenschaften, die die italienischen Geigenbauer mit ziemlicher Sicherheit von den frühen spanischen Gamben übernahmen, war der C-Bogen, den sie bald stilisierten. Irgendwann zu Beginn oder in der Mitte des 16. Jahrhunderts machte sich ein italienischer Geigenbauer (möglicherweise Amati) daran, eine Violone zu bauen, die in Aussehen, Stimmung und Saitenzahl der neuen Violine ähnlicher war. Nach den künstlerischen Darstellungen dieser Zeit zu urteilen, könnte es sich dabei um eine eher schrittweise Entwicklung gehandelt haben. So gibt es beispielsweise Darstellungen von Instrumenten, die wie Bassgeigen aussehen (z. B. die in Gaudenzio Ferraris Glory of Angels, um 1535), aber eindeutig Bünde aufweisen. Als die Unterscheidung klar wurde und sich die Form der Bassgeige herauskristallisiert hatte, begannen Theoretiker und Komponisten, das neue Instrument als „basso da viola da braccio“ oder erste echte Bassgeige zu bezeichnen.
Neuerungen in der Konstruktion der Bassgeige, die schließlich zum modernen Violoncello führten, wurden in Norditalien im späten 17. Jahrhunderts in Norditalien. Sie betrafen die Umstellung auf einen etwas kleineren Typ und die höhere Stimmung in C2-G2-D3-A3 (obwohl Michael Praetorius diese Stimmung für die Bassgeige bereits in seinem Syntagma Musicum (um 1619) beschrieben hatte). Es wird vermutet, dass ein frühes Zentrum dieser Neuerungen in Musikerkreisen in Bologna lag und dass sie durch die Erfindung der neuen Technik der mit Metall umsponnenen Darmsaiten ermöglicht wurde. Der neue Typus fand seine endgültige Konsolidierung und Standardisierung in den Arbeiten des berühmten Geigenbauers Antonio Stradivari um 1700. Die Geigenbauer verkleinerten viele bestehende Bassgeigen, um sie in Celli umzuwandeln. Der neue, kleinere Typus war auch mit dem neuen Namen Violoncello verbunden, einer hypokorischen Form des älteren Begriffs Violone, was wörtlich „kleiner Violone“ (d. h. letztlich „kleine große Bratsche“) bedeutet. Die Bassvioline blieb in England noch um 1740 das „meistverwendete“ Instrument der beiden, während das Violoncello immer noch ungebräuchlich war.