მეცნიერთა აზრით  სიღნაღის მუნიციპალიტეტის ტერიტორია დაახლოებით 30 მილიონი წლის წინათ ზღვით ყოფილა დაფარული, რომელშიც კუნძულის სახით გამოიყოფოდა ცივგომბორის ქედის ზოლი. მუნიციპალიტეტის თანამედროვე რელიეფის ჩამოყალიბება მომხდარა დაახლოებით ერთი მილიონი წლის წინათ.
სიღნაღი ქალაქად ჩამოყალიბდა XVIII საუკუნის მიწურულ ერეკლე მეორის მიერ აგებული ციხის ტერიტორიაზე და მის გარშემო. თუმცა არქეოლოგიური გამოკვლევიბით დგინდება, რომ ეს არეალი მნიშვნელოვან როლს ასრულებდა ჯერ კიდევ პალეოლითური, ნეოლითური და ბრინჯაოს ხანებიდან მოყოლებული.
სიღნაღის რაიონის ტერიტორია ადრე კამბეჩოვანის სახელით იყო ცნობილი, ბერძენი  გეოგრაფი და ისტორიკოსი სტრაბონი (დ. ძვ. წ. 64/63 — გ. ახ. წ. 23/24)  მას ,,კამბისენეს” უწოდებდა. იბერიიდან ალბანეთში მიმავალი გზა უწყლო და უსწორმასწორო კამბისენეზე გადისო   წერდა იგი  ბერძენ ისტორიკოსს დიონ კასიოსს მდინარე იორიც  ,,კამბისად“  აქვს დასახელებული. შემდეგ ამ ადგილს ჴიზიყს უწოდებდნენ. კამბეჩოვანი (კამბისენე ძველ ბერძნულ წყაროებში) ძველი წელთ. II-I საუკუნეებში შედიოდა იბერიის სამეფოს შემადგენლობაში. ახალ წელთაღირცხვაში მისი ცენტრი ქალაქი ხორნაბუჯი გახდა.
საქართველოს ქრისტიანობის სახელმწიფო რელიგიად აღიარების შემდეგ ეს მხარე დიდ მნიშვნელობას იძენს. აქ აღესრულა და დაკრძალულია წმინდა ნინო. მეფე ვახტანგ გორგასალმა ჰერეთი და მასში შემავალი კამბეჩოვანი საუფლისწულოდ აქცია და თავის ძეს, დაჩის, მისცა, ხოლო ხორნაბუჯში საეპისკოპოს კათედრა დააარსა. ხორნაბუჯზე გადიოდა მაგისტრალური სავაჭრო-საქარავნო გზა.
VIII-IX საუკუნეებში, მიუხედავად არაბთა დამანგრეველი შემოსევებისა, ჰერეთი ძლიერდება და სამთავროდ ყალიბდება. XI საუკუნეში მეფე ბაგრატ III-მ კაჰეთ-ჰერეთი გაერთიანებულ საქართველოს შეუერთა, რაც საბოლოოდ დავით აღმაშენებელმა განსმტკიცა. XIII საუკუნეში ჯალალედინისა და მონღოლთა თარეში კამბეჩოვანსაც შეეხო, რომელიც მონღოლთა ერთ-ერთ დუმენად (სამხედრო ოლქად) იქცა.
1264 წელს ბერქა ყაენის გამანადგურებელი შემოსევის დროს ხორნაბუჯის ციხეც დაეცა. ამის მერე ხორნაბუჯი, როგორც ეკონომიკური და პოლიტიკური ცენტრი, კარგავს მნიშვნელობას. მოიშალა გზები, რომლებიც ამ ქალაქზე გადიოდა. არემარე პერიფერიაზე აღმოჩნდა. კამბეჩოვნის ცენტრმა ჩრდილო-დასავლეთისკენ ჴიზიყში გადაინაცვლა, სადაც ჯერ კიდევ შემორჩენილი იყო სამეურნეო საქმიანობა და მოსახლეობა. ეს დაახლოებით XIV-XV საუკუნეების მიჯნაზე მოხდა.

ჴიზიყი მნიშვნელოვნად გაძლიერდა XVIII საუკუნეში ქართლ-კახეთის მეფის ერეკლე მეორის დროს (1744-1798).  სწორედ ერეკლე მეფეს მიეწერება სიღნაღის ქალაქად ჩამოყალიბება. მისი  ბრძანებით 1770 წელს შედგენილ ქალაქთა ნუსხაში სიღნაღიც არის მოხსენიებული. სიღნაღის ციხე-გალავნის აშენებდა მეფე ერეკლე.   

სიღნაღი მისი მდებარეობის წყალობით ძირითადად როგორც ხელოსანთა და ვაჭართა ქალაქი ჩამოყალიბდა. აქ რამდენიმე სავაჭრო გზა იკვეთებოდა. ძველი საქარავნო გზა გადიოდა თბილისიდან ნუკრიანის გავლით ჰერეთისაკენ და სიღნაღიდან, ანაგის გავლით, თელავისკენ.

  XIX   საუკუნის  II ნახევრიდან სიღნაღში ფეხს იკიდებს ქალაქური ცხოვრებისთვის დამახასიათებელი, სალონური ტიპის საღამოები, სადაც, უმთავრესად, ინტელექტუალური ელიტა იკრიბებოდა.

  XIX  საუკუნის ბოლოსთვის, სიღნაღში შეიქმნა მოძრავი თეატრალური დასი, ჩამოყალიბდა ქართული და აღმოსავლური სამუსიკო დასები, იქმნებოდა სამუსიკო სალონები. სიღნაღი რეგიონის  კულტურულ და სავაჭრო ცენტრად იქცა.

რუსეთთან მიერთების შემდეგ სიღნაღი მაზრად გადაკეთდა.  მე-19 საუკუნისათვის სიღნაღის მაზრა ცნობილი იყო განვითარებული ეკონომიკით. იგი წარმოადგენდა ხელოსნობის, ვაჭრობის და კულტურის უმსხვილეს ცენტრს აღმოსავლეთ საქართველოში. ქალაქში ამქრული ხელოსნობის 20 სხვადასხვა დარგს მისდევდნენ. ქალაქის მთავარ მოედანზე განლაგებული იყო 131 დუქანი და სავაჭრო ფარდული.

1991 წელს საქართველოს დამოუკიდებლობის აღდგენის შემდეგ სიღნაღი კვლავ სიღნაღის რაიონის ადმინისტრაციული ცენტრია.

2007 წელს ქალაქს ჩაუტარდა სარესტავრაციო სამუშაოები, გაიხსნა მუზეუმი, სასტუმროები, კვების ობიექტები და გახდა საქართველოს მნიშვნელოვანი ტურისტული ქალაქი.