A Rousset-les-Vignes, la Préhistoire n'est identifiée que par un maigre matériel lithique, au Pouët et aux Clos (hache néolithique) où sont aussi repérées des traces de l'âge du Bronze Un site du Bronze final a été mis au jour vers les Beaumettes. Une enceinte de l'âge du fer est signalée sur le sommmet escarpé de Château-Buis (M. Bois), qu'occupent les ruines d'un castrum médiéval. Quatre sites antiques sont connus dans la plaine, une nécropole au quartier du Pouët et trois sites d'habitat, au Pouët, au Creux de Belon et aux Clos, le dernier perdurera jusqu'à la fin de l'Antiquité. Sur la colline de Charbonnel, la petite chapelle Notre-Dame de Beauvert, élevée sur le lieu d'un ermitage, est sans doute d'origine médiévale. Le village fortifié de Rousset s'est constitué au Moyen Age, à partir d'un prieuré clunisien (12e siècle ?) qui dépendait de celui de Saint-Pantaléon. La seigneurie était possédée par le prieur des deux prieurés, et les deux communautés, bien que dépendant de deux diocèses différents (Rousset étant du diocèse de Die), sont restées liées jusqu'au milieu du 18e siècle ; c'est en 1747 seulement, après maintes demandes de séparation et un long procès engagé dès 1670, que Saint-Pantaléon fut séparé de Rousset et érigé en communauté indépendante. Rousset et Saint-Pantaléon font partie du Comtat Venaissin, enclave pontificale annexée par la France en 1791. Au cours du Moyen Age, des laïcs, tels les Montauban détenteurs du "castrum de Rosseuf" au 13e siècle, acquièrent des droits sur Rousset. Dès le 14e siècle, les prieurs vendent certains de leurs droits, en premier lieu à Aymar de Poitiers, comte de Valentinois. Le prieur est seigneur majeur, et plusieurs coseigneurs laïques ont des parts dans la seigneurie, parmi lesquels les Poitiers, les de Vesc et les Montroux, puis les Marcel (mariage de Jacques de Marcel avec Pierrette de Vesc vers 1580) et surtout les Alrics, vers 1460. Astorge des Alrics, en épousant Françoise Diez, fille du seigneur du Pègue, fait entrer cette seigneurie voisine dans celle de Rousset qui s'accroît d'autres fiefs acquis des Poitiers. Vers 1550, René des Alrics est seigneur de Rousset, Saint-Pantaléon, Le Pègue, Chabrières, Vinsobres, Nyons etc. En 1690, le pape Alexandre VIII érige la seigneurie de Rousset en marquisat, en faveur de Charles-François des Alrics de Cornillan. Son fils Jean-François, décédé sans postérité en 1737, en est le dernier marquis. Olympe Mabille de Durand de Pontaujard, sa veuve, teste en faveur de sa nièce Victoire de Durand de Blacons de Pontaujard, qui conserve la seigneurie jusqu'à la Révolution. Cette période voit un natif de Rousset, Jean-Marie-Philippe Martinel (1762-1833) administrateur du département de la Drôme, puis député à la Convention en 1792 ; il reste dans la vie politique de la France jusqu'en 1803. C'est sa soeur, Marie-Joséphine Martinel, qui, en décembre1830, donne à la commune de Rousset une parcelle de terre pour le transfert du cimetière. Sous l'Ancien Régime, comme dans toute commune rurale, la population vit essentiellement de l'agriculture et de l'élevage. La vigne, les vergers, (surtout noyers et oliviers), les champs de céréales, les jardins potagers, les prés et les bois (plus de 400 ha) composent le paysage de Rousset. Depuis l'introduction des 1ers mûriers à Rousset en 1611, la sériciculture apporte un complément de revenu non négligeable, presque chaque "grange" ou maison possédant sa magnanerie. Dès la fin du 18e siècle, de petits ateliers de filature de soie s'établissent, et au milieu du 19e siècle un moulinage remplace l'ancien moulin à farine sur le Rieumaud ; il fonctionne encore au début du 20e siècle, comme la "fabrique à soie" occupant l'ancienne chapelle Saint-Sébastien, ainsi qu'un atelier de cartonnage installé en 1904 dans l'ancienne école en pour renforcer la production de Valréas. Toutes ces activités artisanales ont aujourd'hui disparu. La population atteint son pic en 1806 avec 830 habitants et une moyenne de 750 habitants se maintient au 19e siècle. Elle chute lentement à partir de 1880 (632 habitants) pour descendre à 216 habitants en 1975. Les derniers recensements notent une remontée : 254 habitants en 1999 et 289 en 2008. La commune, qui reste une commune agricole où domine la viticulture, a pris le nom de Rousset-les-Vignes par décret du 27 septembre 1958.