W Koronie Królestwa Polskiego

Mapa województwa podolskiego z 1648 r. z Mohylowem oznaczonym jako Mochylow (w południowo-wschodniej części województwa)

Historycy przypisują założenie miasta Jeremiemu Mohyle, który nazwał je od swego nazwiska. Miasto przekazał w posagu córce Marii, która poślubiła Stefana Potockiego, wojewodę bracławskiego^[2]. Przynależało administracyjnie do województwa podolskiego prowincji małopolskiej. Wkrótce zamieszkali tu Ormianie i Grecy, którzy bardzo przyczynili się do rozwoju miasta. Pierwsze umocnienia po bitwie pod Cecorą zbudował tu Teofil Szemberg.

Na przeciwległym, mołdawskim brzegu Dniestru, znajduje się pole bitwy pod Cecorą. Tam też w 1620 roku zginął hetman Stanisław Żółkiewski. W 1652 roku zajęty przez Kozaków. W 1672 roku okupowany przez Imperium Osmańskie. Przypuszczalne w pobliżu znajduje się miejsce pochówku Józefa Pułaskiego, marszałka Konfederacji Barskiej, ojca Kazimierza Pułaskiego. W 1742 roku biskup kamieniecki Wacław Hieronim Sierakowski erygował parafię rzymskokatolicką i zbudowano drewniany kościół, który miał się znajdować w miejscu wcześniejszego z pocz. XVII wieku. Na jego miejscu w latach 1772–1791 zbudowano murowany kościół katolicki pod wezwaniem Nawiedzenia NMP, z fundacji wojewody Potockiego i staraniem ks. Szymona Krzysztofowicza. W 1743 r. Mohylów otrzymał prawo magdeburskie. Pod koniec XVIII wieku było to jedno z największych miast na Podolu. W 1776 r. było w nim 1167 domów, w których zamieszkiwało ponad 11 tys. osób., w tym Polacy, Ormianie, Grecy, Serbowie, Bułgarzy, Wołosi i Bośniacy. U schyłku I Rzeczypospolitej stacjonował tu 2 Pułk Przedniej Straży Buławy Wielkiej Koronnej.

W zaborze rosyjskim i ZSRR

Wnętrze kościoła NMP wysadzonego w powietrze w 1937 roku

W 1793 roku po II rozbiorze miasto zostało zagarnięte przez Imperium Rosyjskie i nie powróciło już do Polski. Rząd rosyjski w 1806 roku wykupił miasto od Potockich za 500 tys. rubli. Podczas zaborów siedziba powiatu mohylowskiego guberni podolskiej. W latach 1806–1848 Mohylów był siedzibą diecezji ormiańskiej, na czele której stanął ks. Józef Krzysztofowicz. Diecezja była niewielka i obejmowała parafie znajdujące się na ziemiach polskich, włączonych do zaboru rosyjskiego.

W 1881 roku doprowadzono do miasta kolej. Pod koniec XIX wieku wśród mieszkańców znacznie zwiększył się odsetek ludności żydowskiej: w 1881 roku w mieście mieszkało 14 tys. Żydów, 4932 Ukraińców, 1020 Polaków. W 1873 roku prenumerowano w mieście 321 pism rosyjskich, 85 polskich, 3 żydowskie, 12 zagranicznych. Przed I wojną światową parafia rzymskokatolicka w Mohylewie liczyła 1448 wiernych.

W 1919 Mohylów został zdobyty przez polskie oddziały pod wodzą gen. Franciszka Krajowskiego.

Około 1937 roku w ramach akcji antypolskiej rzymskokatolicki kościół z XVIII wieku został wysadzony w powietrze przez władze sowieckie.

W latach 1941–1944 pod okupacją niemiecką, w trakcie której utworzono w nim getto dla Żydów. Zajęty przez Armię Czerwoną 14 marca 1944 roku. Od 1991 roku w składzie Ukrainy.