Al contrario de lo que se suele pensar, los precursores del violonchelo aparecieron en la primera mitad del siglo XVI en Italia no como descendientes de la viola da gamba (‘viola de pierna’), sino que pertenecen a la familia de los violines, y nacieron de la viola da braccio (‘viola de brazo’), hacia el 1530, apenas unos años después que el violín. Para la fabricación de estos nuevos instrumentos, usaron características de otros, como el rabel, aunque este solo tenía tres cuerdas. Está demostrado, además, que no tuvo nada que ver con la familia de las antiguas violas (como la viola da gamba, por ejemplo), ni en la construcción, ni en la técnica, ni en la interpretación.

En la primera época, había más instrumentos similares al violonchelo, como por ejemplo el violón, que se usaba como bajo continuo. Además, había otros como violonzino o basset, que pertenecerían a la misma familia pero se interpretarían de distintas maneras o tendrían otros tamaños o número de cuerdas distinto. También existía la viola d’amore (viola de amor), por ejemplo, cuyo origen es distinto pero que recuerda al violonchelo en cuanto a su interpretación (con arco) y a su sujeción. Al principio se sostenía sujetándolo con una cuerda a la cintura, o bien sobre el hombro (da spalla), o bien entre las rodillas o en el suelo. Había muchos tipos distintos de violonchelos, desde los tenor, a otros de tamaños mayores, con distintas tesituras y diferentes formas de sujeción.