A környék maga már a kőkorszak óta lakott.
Nagylétát 1291-ben említik először. A középkorban a bolondóci várispánság, majd a gróf Cseszneky család birtoka volt. A török hódoltság idején a szolnoki szandzsákhoz tartozott. 1689-ben elnéptelenedett, de hamarosan újra benépesült. A 18.- 19. században Nagyléta egyike volt Bihar vármegye tizenhét mezővárosának. Báthory Gábortól hajdúi kiváltságokat kapott, valószínűleg 1609-ben. A trianoni békeszerződés megfosztotta a települést termőföldjei 40%-ától és elvágta a térség központjától, Nagyváradtól. 1920 és 1956 között járási székhely volt.
Vértest, a másik települést már az 1333-as pápai tizedjegyzékben mint egyházas helyet tartották számon.1435-ben templomát is említik.
1436-ban Vértes az álmosdi Csire család birtoka volt.
1552-ben a Szokoly család tagjainak volt itt birtoka.
1732-ben a Nagy család, 1769-ben a Komáromy család, a későbbiekben pedig a Fekete család birtoka volt.
A 18. század második felében és a 19. század első felében több birtokosa is volt: a Frátter, Fényes, Papszász, Csanády, Dersy, Magyari, Balogh, Muraközy és Szilágyi családok.
A 20. század elején Vértes település Dersy Lászlóné, Csanádi Ferenc, Gorove János, Fráter Gyuláné, Kövesdy Imre és Nagy Móricz birtoka volt, kik szép úrilakot is építettek itt.
Vértes két temploma közül a református templom 1815-től 1861-ig épült, a görögkatolikus templom 1870-ben készült el.
A településhez tartozó Reszege dűlő helyén a hagyományok szerint egykor község állt.
Létavértes 1970. július 1-jén jött létre Nagyléta és Vértes községek egyesítésével. A település 1996. július 1-jén kapott városi rangot.