Los primeros vestigios que conocemos de vida humana en la comarca se remontan hasta unos 50.000 años antes de nuestra época, y el término de Buñol es, sin duda, uno de los más ricos en restos arqueológicos. Los yacimientos prehistóricos más antiguos son del Paleolítico Medio, en el barranco de Carcalín; del Paleolítico Superior (hace unos 20.000 años) en la Cueva de las Palomas y en la Cueva Turche; del Mesolítico (hace unos 10.000 años), en la Covalta de Ventamina; y de la Edad del Bronce (hace unos 3.000 años) en el cerro Mulet y Rotura. Los íberos llegaron después de la Edad del Bronce, encontrándose cerámica en el barranco de Monedi (Covalta); así como restos de muros en el Collado Umán y en la partida de Turche. Quizá llamaran a su poblado Bullon o Billón, que significaba fuente.

Durante la época romana (desde el año 132 antes de Jesucristo al 711 de nuestra era) se produce el primer asentamiento estable, a partir del cual se formará el pueblo actual, al que llamaron Bullion (hervidero de aguas) o Balneolum (balneario). Han aparecido restos en el Partior (tejas); en los ríos (muros y ladrillos); en las Cabrillas (monedas y estatuas) y en la Huerta Abajo (una lápida). También sobre la roca del castillo hubo inicialmente una fortificación romana y quizá el desaparecido poblado de Mirabonell sea de origen romano.

En la época de dominación árabe estos lugares ya tuvieron cierta autonomía política y administrativa. La presencia musulmana se manifiesta en la toponimia y la numismática; en los cementerios encontrados; en los restos del acueducto de la partida de Turche y de muros y pozos en la partida del Oliveral; y sobre todo en el castillo, construido a principios del siglo XIII (posteriormente sería ampliado).
Buñol y toda su comarca se incorporó al Reino de Valencia a mediados del siglo XIII, durante la conquista de Valencia por Jaime I. Entre los que acompañaban al rey estaba don Rodrigo de Lizana que "mereció por razón de sus muchos servicios y gastos, recibir el día siguiente de manos del Rey, los Castillos y Villas de Buñol, Monroy y Amacasta" y también "los lugares de Atava y Alboraig, con los hombres y mujeres de cualquier ley y condición, con sus términos y pertenencias, cuya donación tuvo lugar a 27 de abril de 1238"; aunque la conquista de estos pueblos duró hasta mayo de 1245. Desde junio de 1304 hasta 1415 pasaron de mano en mano entre la Corona de Aragón y la aristocracia, mediante sucesivas donaciones y compraventas, hasta llegar al rey Alfonso V de Valencia, quien los vendió más tarde a su camarero mayor Berenguer Mercader. De esta forma, la familia Mercader, una de las más representativas de Valencia, se vinculó a La Hoya de Buñol desde 1245 hasta 1836, en que el señorío pasó definitivamente a la Corona. Con Felipe III, Buñol y su comarca se convierte en Condado, siendo su primer conde Don Gaspar Mercader i Carroz, el 3 de mayo de 1604.

Tras la conquista de Jaime I, la comarca siguió estando habitada por vecinos de origen musulmán, hasta tal punto que los cristianos eran minoría (menos del 10%). Por ello la expulsión morisca (1609) creó una situación de verdadera y auténtica catástrofe. Muchas aldeas quedaron desiertas desde entonces para no volver a poblarse nunca (entre ellas Mirabonell) y Buñol quedó casi desierto. El condado de Buñol fue repoblado en 1611 con 81 nuevos pobladores procedentes de Mallorca. En Buñol 33; y 16 en cada uno de los pueblos de Yátova, Macastre y Alborache. Las repoblaciones posteriores serían de aragoneses, por eso toda La Hoya habla castellano.
Con las Cartas Pueblas se regularían las relaciones entre los nuevos pobladores y sus señores, siendo la mayoría de ellas muy desfavorables a los primeros. Esto hizo que hubiese una continua resistencia de los vasallos para el pago de tributos, con pleitos y revueltas antiseñoriales; sobre todo a partir del siglo XVIII. Así, en 1797, los vecinos del Condado luchan por incorporarse a la corona, dando 12.000 florines al Marqués de Malferit, Conde de Buñol, aunque los intentos anteriores ya habían fracasado (como el de 1761). Visto y revisto el proceso, "ruidoso pleito que duró 39 años" el ministerio de Gracia y Justicia expedía la siguiente resolución el 19 de enero de 1836: "Se declara haber lugar a la incorporación de la villa de Buñol y los lugares de Yátova, Alborache, Macastre y Siete Aguas con la jurisdicción, regalías y derechos que disfrutó Malferit... entregándosele los 70.588 reales y 80 maravedíes". Así finalizaba el pleito según el "Memorial Ajustado" y se incorporaba el Condado a la Corona.

La primera parte del siglo XIX se caracteriza por las guerras. Primero contra la invasión francesa y después con las guerras carlistas ya que en ambas estuvo Buñol directamente implicado por su importancia estratégica con el puerto de las Cabrillas, como acceso natural hacia Valencia y con el castillo, utilizado como fortaleza y cuartel, afectando muy negativamente a su conservación. En el siglo XIX Buñol producía en la agricultura: trigo, cebada, avena, maíz, seda, uva, olivas, algarrobas, pasas, legumbres, frutas y hortalizas. Tenía ganado lanar y cabrío y abundante caza (lobos, zorros, libres, etc.). En cuanto a la industria, tiene la agrícola (vino, aceite, seda...) siete fábricas de papel, seis molinos harineros y dos batanes, para batanear las mantas y algún poco de paño burdo.
Al final del siglo XIX se producirá una gran expansión económica derivada de una serie de hechos: el fin de las guerras carlistas (1833-1876); la emancipación del dominio señorial (1836); la mejora de las vías de comunicación tanto por el Camino Real de las Cabrillas (1847) como por la vía férrea (1887); las innovaciones técnicas en la agricultura; y, sobre todo, el definitivo desarrollo de la industria, tanto de la papelera (la más antigua que viene desde 1700); como de la textil (hilados y sedas, después en decadencia) hasta que aparecen las cementeras ya a principios del siglo XX (1917). Buñol se convierte así en uno de los municipios con más tradición industrial de la provincia de Valencia y núcleo de unos de los movimientos obreros más clásicos y potentes.