Les tertres funéraires de la chaux d’Arlier attestent d’une présence humaine dès la protohistoire.
Plusieurs tumuli situés sur le territoire de la commune ont livré un important mobilier archéologique qui est d’ailleurs visible au musée de Pontarlier. En 1189, le cartulaire de Montbenoit cite Vilesant.
Par contre au XIIIe – XIVe siècle, le nom de Vuillecin apparaît dans les documents des maisons de Joux et de Châlon.
En 1639, les Franco-suédois conduits par Bernard de Saxe Weimar envahissent et brûlent tous les biens du secteur de Pontarlier à Salins les Bains. Il est possible que le village est subi le même sort. Ce qui explique l’absence de vestiges datant de cette époque troublée. Toutefois, le linteau d’une vieille ferme atteste qu’elle a été construite en 1713. Cette date ne signifie pas pour autant qu’elle soit la plus ancienne. D’autres bâtisses ont certainement été édifiées antérieurement sans que l’on puisse en déterminer la période exacte.
Située sur la rive droite du Drugeon, la chapelle Saint-Georges avait été construite par les chevaliers du temple (environ vers 1211).
Détruite par les franco-suédois, elle reste en ruine jusqu’en 1852, date à laquelle les habitants de Vuillecin décident de la reconstruire à la suite d’un vœu exaucé. En effet après une grande sécheresse, ils promirent de la rebâtir si le Ciel leur envoyait la pluie. Tous tinrent parole et la chapelle fût terminée en 1856 sur l’emplacement de l’ancienne. Depuis quelques années, elle est entretenue par l’AVPEC.
Les habitants de Vuillecin ont essentiellement vécu de l’agriculture mais très tôt, ils ont su tirer profit des eaux du Drugeon et en exploitant les tourbières (source de combustible). Dès le moyen âge, l’existence d’un moulin est attestée. Il se situait à l’entrée sud du village.
Trois carrières fournissaient une pierre de taille dite « pierre douce » utilisée pour la construction de maisons. Elle a servi également pour la mairie qui a été terminée en 1841 sous la direction de l’architecte Pompée.
A ce jour, il existe toujours la croix de mission, au centre du village, à l’emplacement de l’ancienne chapelle qui avait été érigée en l’honneur de l’Assomption de Notre Dame et démolie vers 1800.
C’est en 1792 que les conseillers de Vuillecin décident de construire l’église dénommée l’Eglise Saint-Claude. Elle a été inaugurée en 1804.
Le patrimoine de la commune comporte également, le monument de la vierge construit en 1946 (rue de Pontarlier), des croix de chemin (rue de Fontenelle, route de Dommartin, route de Pontarlier, route de la Chire (aux sorties du village), et le monument aux morts érigé en 1923 en mémoire des victimes de la première guerre mondiale.
