Los testimonios mas antiguos datan de la época romana y hacen mención a las aguas termales y con la calzada romana denominada “Via de la Plata ”, entre Mérida y Astorga. Las distancias, en millas romanas, se iban marcando con hitos de piedra: "miliarios" y al final de cada jornada de viaje existía una "mansio" o parador donde descansar. Baños de Montemayor podría corresponder con la localización de una de estas mansio: Caelionico o Cecilio Vico.

Una calzada muy importante a través de la historia que en la Edad Media perdió importancia económica pero durante la Reconquista se utilizó como frontera entre los reinos de Castilla y León, así Baños de Montemayor se convierte en un pueblo fronterizo tanto económica como eclesiásticamente.

En el siglo XIX floreció con mayor entusiasmo el termalismo construyéndose un nuevo edificio y un hotel, actividad que actualmente sigue creciendo.