Ensimmäinen nykyisen Burlingtonin alueella vieraillut eurooppalaistaustainen henkilö oli ranskalainen tutkimusmatkailija Samuel de Champlain vuonna 1609. Alueella asuneet irokeesit kävivät yhteenoton Champlainin retkikunnan kanssa ja myöhemmin he taistelivat brittien puolella ranskalaisia vastaan seuraavien vuosikymmenten kuluessa käytyjen useiden sotien aikana. Nykyisen Vermontin alue kuului pitkään osana New Yorkin siirtokuntaa vaihtelevasti Britannian kuninkaalle, kuvernööreille tai maaomistuksilla keinotelleille. Hallinnollisesti Burlingtonin perusti New Hampshiren kuvernööri Benning Wentworth vuonna 1763. Nimensä paikka sai Burling-suvun mukaan ja sen ensimmäiset siirtolaiset saapuivat vuonna 1773. Vermontin asukkaat tunnettiin itsenäisyydentunnostaan ja esimerkiksi paikallinen Green Mountain Boys -miliisi pyrki ajamaan alueelta newyorkilaiset siirtolaiset ja estämään alueen liittämisen muihin osavaltioihin. Yhdysvaltain vapaussodan Vermontin tasavalta julistautui itsenäiseksi vuonna 1776 ja se liittyi unioniin vasta vuonna 1791. Vuoden 1812 sodan aikana Burlingtonissa toimi amerikkalaisten tykistöpattereja, jotka kävivät yhteenottoja Champlainjärvellä toimineen brittilaivaston alusten kanssa.