Basfiolen utvecklades i Italien under den första halvan av 1500-talet för att kunna spelas i konsort med fiol och viola. Den första byggaren var möjligen Andrea Amati, så tidigt som 1538. Den första specifika hänvisningen till instrumentet gjordes troligen av Jambe de Fer i hans avhandling Epitome Musical (1556). Ett av de första kända exemplen där en kompositör uttryckligen efterlyser basviolin (”basso da brazzo”) var Monteverdi i Orfeo (1607) (den första var möjligen Giovanni Gabrieli i Sacrae symphoniae, 1597).
Violen, eller viola da gamba, infördes till Italien från Spanien omkring 1490. Innan gambaen introducerades fanns inget stråkeinstrument i regionen Gambaen spelades i a gamba-position (dvs. mellan benen som en cello, i motsats till under hakan som en violin). Viola da gamba var också mycket större och kunde därför spela mycket lägre toner än andra fioler i Italien på den tiden. De första italienska violer (eller ”violoni” som de ofta kallades) började snart få många av de egenskaper som kännetecknade föregångarna till violinen, t.ex. separata svansdelar och välvda broar som gjorde att spelaren kunde låta en sträng klinga i taget. (Även om målningar som Jan Brueghel den äldres ”Det rustika bröllopet” och Jambe de Fer i Epitome Musical antyder att basfiolen hade alternativa spelpositioner, var dessa kortlivade och den mer praktiska och ergonomiska a gamba-positionen ersatte dem så småningom helt och hållet). En av de egenskaper som de italienska fioltillverkarna med största sannolikhet övertog från de tidiga spanska violerna var C-bout, som de snart stiliserade. Någon gång i början eller mitten av 1500-talet började en italiensk byggmästare (möjligen Amati) att skapa en violon som i utseende, stämning och antal strängar bättre motsvarade den nya violinen. Att döma av konstnärliga framställningar från perioden kan detta ha varit en något gradvis utveckling. Det finns till exempel avbildningar av instrument som ser ut att vara basfioler (t.ex. den i Gaudenzio Ferraris Änglarnas härlighet, ca 1535), men som tydligt visar förekomsten av band. När distinktionen blev tydlig och basviolinens form hade utkristalliserats började teoretiker och kompositörer referera till det nya instrumentet som ”basso da viola da braccio”, eller den första riktiga basviolin.
Innovationer i basviolinens utformning som slutligen resulterade i den moderna violoncellen gjordes i norra Italien i slutet av 1600-talet. De innebar en övergång till en något mindre typ och den högre stämningen C2-G2-D3-A3 (även om Michael Praetorius redan hade rapporterat denna stämning för basviolin i sin Syntagma Musicum (ca 1619)). Man har antagit att ett tidigt centrum för dessa innovationer låg i musikaliska kretsar i Bologna, och att de möjliggjordes genom uppfinningen av den nya tekniken med kompositsträngar av tarm som är lindade med metall. Den nya typen fick sin slutgiltiga konsolidering och standardisering i den berömda fiolbyggaren Antonio Stradivaris verk runt 1700. Luthers klippte ner många existerande basvioler i storlek för att omvandla dem till cellos. Den nya, mindre typen var också kopplad till det nya namnet violoncello, en hypokoristisk form av den äldre termen violone, som bokstavligen betyder ”liten violon” (dvs. i slutändan ”liten stor viola”). Basviolin förblev det ”mest använda” instrumentet av de två i England så sent som omkring 1740, där violoncello fortfarande var ovanligt.