Piła liegt in Großpolen, eingebettet in eine waldreiche Landschaft. Der Fluss Noteć fließt knapp zehn Kilometer südlich, während die Gwda die Stadt durchzieht. Auf der westlichen Flussseite breitet sich der ältere und größere Teil des Stadtgebiets aus. Weitere Gewässer wie das Mühlenfließ im Norden oder das Färberfließ im Süden gliedern das enge Stadtgebiet.
Die Stadt wurde vermutlich 1380 gegründet und erstmals 1451 als Stadt erwähnt. 1513 erhielt sie vom polnischen König Sigismund I. das Magdeburger Stadtrecht. Nach einem verheerenden Brand 1626 wurde der Stadtkern neu vermessen und vom Alten Markt zum quadratischen Neuen Markt verlegt. Ein Judenviertel entstand, und die Stadt erlebte wirtschaftliche Aufschwünge, etwa durch die Ansiedlung von Industriebetrieben im 19. Jahrhundert.
Piła ist heute ein wichtiger Bahnknotenpunkt und Sitz eines großen Eisenbahn-Ausbesserungswerks. In der Zwischenkriegszeit wurde die Stadt Hauptstadt der Provinz Grenzmark Posen-Westpreußen und erhielt repräsentative Bauten wie das Regierungsgebäude am Danziger Platz. Trotz Zerstörungen im Zweiten Weltkrieg blieben einige Beispiele der deutschen Frühmoderne erhalten. Die Stadt prägt eine Mischung aus industrieller Bedeutung und historischem Erbe.