Viene costituito in seno al 6° Reggimento Alpini nel 1886. All’atto della creazione fanno parte del battaglione Pieve di Cadore le compagnie 67a , 68a (già del battaglione Cadore) e 75a (di nuova costituzione).
Il 1° agosto 1887 viene inquadrato nel 7° Reggimento Alpini.
Viene mobilitato nel 1914, e riceve una compagnia di milizia mobile, la 96a. All’inizio delle ostilità il battaglione è nella zona del Cadore, le compagnie 67a e 75a alle Tre Cime di Lavaredo, la 68a sul Col Quaternà e la 96° sul Monte Piana. La mattina del 24 viene attaccato dagli Austriaci, dopo una breve preparazione d’artiglieria. Riesce a mantenere le posizioni ma subisce numerose perdite. Opera inoltre in  Valle Ansiei, a Cima Undici, sul Monte Cristallo e a Forcella Forame. Nel 1916 cede la compagnia di milizia mobile al Monte Antelao. Nel 1917 prende parte con gli altri battaglioni del 7° Alpini, alla battaglia della Bainsizza. Il 24 ottobre 1917 è dislocato nel settore dell’Altissimo, inquadrato nel 13° Gruppo Alpini, dove rimane fino al settembre 1918, allorché il 13° Gruppo Alpini confluisce nell’80a Divisione, neocostituita, che viene inviata nella zona pedemontana del Grappa. Dopo il successo della battaglia sul Grappa, due plotoni di Arditi del Pieve di Cadore, entrano a Feltre il 31 ottobre, mentre gli Austriaci sono in ritirata.
Nel febbraio 1936 il Pieve di Cadore viene inquadrato nel neocostituito 12° Reggimento Alpini della Divisione Pusteria, allorché il 7° viene inviato in Africa con il Feltre e altri battaglioni. Tra il 1935 e il 1937, oltre alle consuete compagnie, inquadra una compagnia armi d’accompagnamento, la 96°.
Nel 1937 è di nuovo in organico nel 7° Alpini, di ritorno dall’Africa.
Viene mobilitato nel 1939 e dal 1940, partecipa con il 7° Alpini, alle operazioni sul fronte occidentale. Segue gli altri battaglioni del reggimento nelle azioni che si svolgono in Valle Lausanier, sul Piccolo San Bernardo, St. Fois e in Valle Isere, fino all’armistizio con la Francia.
A fine novembre viene inviato insieme alla Divisione in Albania. Opera nella Valle dell’Osum insieme al battaglione Feltre. Il 4 dicembre occupa Gallina de Qaf, e il 6 dicembre subisce un violento attacco. Nonostante una strenua difesa, il 9 dicembre la posizione viene abbandonata e il Pieve di Cadore ripiega su Cerevoda. Alla fine dell’anno si trova, insieme al Feltre alle pendici del Monte Tomori.
Con la ripresa dell’offensiva, il 9 marzo 1941 occupa Selanji. Il 14 Aprile è a Ciafa Devris, il 16 a Melka e il 18 a Erseka. Il 22 raggiunge, insieme agli altri battaglioni del 7°, l’obiettivo finale, Konitsa. Per le operazioni in Grecia, viene assegnata al Feltre e agli altri reparti del 7° Alpini, la Medaglia d’argento.
Nel luglio 1941 viene inviato insieme agli altri reparti del 7° Alpini, in Montenegro per operazioni di ordine pubblico e lotta contro la guerriglia. Nel agosto 1942 viene rimpatriato in Italia.
Dopo un periodo di riorganizzazione, viene inviato in novembre nella zona della Provenza, con compiti di presidio.
Dopo l’8 settembre segue le altre unità del 7° Alpini nel tentativo di rientrare in Italia, ma si scioglie il 12 dello stesso mese presso Cuneo, dove molti alpini vengono catturati e deportati in Germania.
Viene ricostituito nel 1953, alle dipendenze del 7° Alpini nella Brigata Cadore. Inquadra la sola compagnia 67a, la compagnia comando e il comando di battaglione. Il 18 ottobre 1957 viene costituito un battaglione di formazione, sempre denominato Pieve di Cadore, con le compagnie 67a e 77a (dal Belluno) e una compagnia mortai da 81, oltre alla compagnia comando e al comando di battaglione. Il battaglione viene trasportato due giorni dopo alla frontiera orientale per l’esigenza “T” e viene messo alle dipendenze della Brigata Alpina Julia.
Nel frattempo il Pieve di Cadore rimasto a Belluno, forma le compagnie 68a e 75a , oltre a una compagnia mortai, la 167a.
Il 7 dicembre il battaglione così formato viene inviato a Cividale del Friuli e si posiziona nel settore Natisone-Iundro. Il battaglione di formazione precedentemente assegnato alla Julia, si scioglie e il Pieve di Cadore riacquista la 67a compagnia.
Il 14 dicembre 1953, il Pieve di Cadore, insieme agli altri reparti del 7°, lascia la frontiera e ritorna alla sede.
Nel giugno del 1956 il battaglione cambia denominazione in Feltre, cambiando contestualmente numerazione delle compagnie. Nel frattempo viene riformato un nuovo battaglione Pieve di Cadore, costituito dalle sole compagnie 68a e 167a . Il 1° febbraio si ricostituisce la 67a compagnia, mentre il 21 dello stesso mese, è il turno della 75a.
Dal 1961 partecipa con aliquote di personale alle operazioni di mantenimento di ordine pubblico in Alto Adige
Il 9 ottobre del 1963 è il primo reparto ad accorrere in soccorso a Longarone dopo il disastro del Vajont.
Nel novembre 1966 è in soccorso alle popolazione della Val Cismon colpite da grave alluvione.
Nel 1970 termina il servizio di ordine pubblico in Alto Adige.
L’11 novembre 1975 a seguito dello scioglimento del 7° Reggimento Alpini, viene posto alle diretta dipendenze della Brigata Alpina Cadore.
L’ 8 agosto 1992, con la ricostituzione dei reggimenti alpini, viene posto alle dipendenze del rinato 12° Reggimento Alpini.
Tra il 1992 e il 1993 partecipa all’operazione antimafia Vespri Siciliani nella zona di Gela.
Il 31 gennaio 1997 il battaglione Pieve di Cadore viene definitivamente sciolto insieme al 12° Reggimento Alpini e alla Brigata Alpina Cadore.