Además de la historia en general, Che Guevara marcó particularmente la historia de Santa Clara. Durante la Revolución cubana, el 28 de Diciembre de 1958, acompañado solamente de 300 hombres, el Che logró tomar la ciudad con la ayuda de la población y vencer los cerca de 3000 soldados del dictador Batista que la defendían. Al día siguiente, el Che infligiría otra derrota a las tropas batistianas con el descarrilamiento de un tren militar que transportaba 408 soldados y todo un arsenal de armas, que debían bloquear la ofensiva rebelde. Luego de esta acción, el dictador Batista no tuvo otra alternativa que escapar a Santo Domingo la víspera del 1ro de Enero del 1959, marcado así la caída de su régimen y el triunfo de la Revolución cubana.
Fue en Santa Clara que el Che fue inhumado en 1997 (30 años después de su muerte). Sus restos descansan en el mausoleo de la ciudad junto a sus compañeros de guerrilla.