מקור שמה של וולוביליס אינו ידוע, אך ייתכן שבא משיבוש לטיני של השם הברברי להרדוף הנחלים (שם מדעי: Nerium oleander) - "ואלילי" - הגדל בשפע באזור. הודות למיקומה הנוח להגנה ולאדמת המישור הפורייה סביבה, יושבה וולוביליס לפחות במאה ה-3 לפנה"ס, ועל כך מעידות כתובות פוניות שנמצאו במקום. ממועד זה ועד לכיבוש הרומי בשנת 40 הייתה העיר לבירתה של ממלכת מאוריטניה הברברית. העיר תוכננה לפי מתווה פוני-הלניסטי, היא השתרעה על פני שטח של כ-120 דונם והייתה מוקפת חומה.

לאחר הכיבוש הרומי הייתה וולוביליס לעיר הבירה (מוניקיפיום) של הפרובינקיה הרומית מאוריטניה טינגיטאנה (Mauretania Tingitana) והתפתחותה הואצה. בעיר הוקמו מבני ציבור, בתים פרטיים ומבנים הקשורים בתעשיית שמן הזית, המוצר העיקרי של האזור. עוד ידוע כי אוכלוסייתה של העיר הייתה רב-לאומית, ולצד הגרעין הברברי והרומי, התגוררו בה, בין היתר, גם יוונים ויהודים.[1] בשנים 168–169 הוקמו בעיר חומה חדשה בה נקבעו שמונה שערים, קפיטול ובזיליקה. לאחר עלייתו לשלטון של הקיסר קרקלה הופחת נטל המיסים על העיר, והדבר צוין בהקמתו של שער ניצחון שהוקדש לקיסר.

בסופה של המאה ה-3 עזבו הרומים את מאוריטניה טינגיטאנה בפתאומיות מסיבות שאינן ברורות לחלוטין, והעיר נכנסה לתקופת שפל. אמת המים חרבה, אזור הקפיטול על ראש הגבעה היה לבית קברות והאוכלוסייה שנותרה בעיר נעה אל חלקה המערבי וביצרה אותו. מכתובת מסוף המאה ה-6 ומשלוש כתובות נוספות מהמחצית הראשונה של המאה ה-7 אנו למדים כי בתקופה זו התגוררה בעיר קהילה נוצרית, ובמועד שאינו ידוע במדויק לאחר מכן ועובר לסוף המאה ה-8, קיבלו עליהם התושבים את האסלאם.

בסוף המאה ה-8 ייסד אידריס הראשון את השושלת האידריסית (الأدارسة), וקבע את מרכזו בעיר. אידריס הראשון ייסד את העיר פאס ובנו ביכר אותה על פני וולוביליס; זו החלה בתהליך שקיעה בלתי נמנע, שהסתיים בנטישתה במאה ה-11 או סמוך לאחר מכן.

חלק מעמודי העיר הרומית וכן כותרות קורינתיות שולבו בשער מנסור במקנס.