Villamartín tiene una historia relativamente reciente.
Se conocen datos de este municipio en torno al año 1280, cuando los territorios recién cobrados para la corona castellana se repartieron entre los militares y caballeros que habían participado en la Reconquista.
Desde 1284 fue señorío, si bien es cierto que volvió a manos islámicas al estar situado en un área de difícil custodia y pasaba de unas manos o a otras.
Recuperada años más tarde, se entregó a Sevilla en recompensa por los esfuerzos realizados para arrebatar Villamartín a los musulmanes.
La ocupación de Sevilla por Fernando III en 1248 llevó a la anexión de la zona del Guadalete.
Después, su hijo Alfonso X inició una campaña, en 1253, con la ayuda de la Orden Militar de Calatrava, eliminando a los jefes musulmanes locales.
En junio de 1256, Alfonso X donó el Castillo y todo su término a la citada Orden, que lo había conquistado al mando de su Maestre Pedro Yáñez.
La primera constancia de Villamartín como núcleo urbano y con esta denominación es del año 1284, en que el Rey D.
Sancho otorgó un privilegio a Sevilla, concediéndole una serie de lugares entre los cuales está Villamartín.
Pero la fuerte inestabilidad de la zona hizo que los musulmanes volvieran a ocupar y desocupar la zona, idas y venidas de cristianos y musulmanes hasta que llegó un momento en que se pudo hablar de la fundación definitiva del Villamartín moderno hacia febrero de 1503, cuando el Cabildo de Sevilla decide poblar las tierras del Campo de Matrera, pobladores procedentes en su mayoría de pueblos de los alrededores.
Pero los problemas para estos pobladores comenzaron muy pronto: a la terrible crisis de comienzos de siglo se unió la peste bubónica que asoló la población en 1507.
Los que lograron sobrevivir a aquella epidemia quedaron en condiciones muy precarias y con mayores cargas económicas, motivo que impulsó a muchos a marcharse.
En la primera mitad del siglo XVI se inician las obras del Templo Parroquial, así como del Hospital de la Concepción, que estaría prestando servicios hasta el año de 1820.
En el último tercio del siglo XVI ya está consolidada la Feria de Ganados como una de las más importantes de España.
El siglo XVII fue especialmente tortuoso para Villamartín, que experimentó un gran retroceso, provocado no sólo por las sequías sino también por las epidemias.
A finales de siglo, el rey Carlos II vendió la jurisdicción del Campo de Matrera al Marqués de los Alamos del Guadalete, que en lo sucesivo fundaría Ayuntamiento y percibiría ingresos derivados de la administración de justicia y la recaudación de impuestos.
Villamartín inicia la Edad Contemporánea con la traumática experiencia de la Guerra de la Independencia, que marca el inicio de una nueva etapa en la historia social de la localidad.
Al comienzo del siglo XIX, Villamartín contaba con 400 casas y 1.700 habitantes; al retirarse la guarnición francesa en 1812, la economía local estaba exhausta, los campos abandonados, los jóvenes en el frente y el casco urbano semiderruido.
En 1833 se produjo la aprobación de la nueva división provincial, siendo adscrito el municipio a la demarcación provincial de Cádiz.
Otros dos hechos fundamentales marcan el inicio de la Edad Contemporánea en Villamartín: la recuperación del Campo de Matrera y el polémico reparto de tierras comunales que dividió y enfrentó al vecindario hasta bien entrado el siglo XIX.
Pese al convulso siglo decimonónico español, Villamartín cuadruplica su población en esa centuria, llegando a finales de siglo con más de cinco mil habitantes.
La convulsa etapa que va desde la II República y la Guerra Civil a la Posguerra, se saldó en Villamartín con más de un centenar de muertos y desaparecidos por el conflicto, con buena parte de la población hambrienta y con cientos de jornaleros sin trabajo, a lo que hay que añadir la extrema dureza de la represión de los vencedores sobre los vencidos.
A pesar de la permanencia del Régimen Franquista, los años cincuenta señalan un nuevo periodo de la historia local.
El final de la década de los cincuenta y la década siguiente están marcados por una fuerte emigración, tanto al extranjero como a otras zonas del país, especialmente Cataluña.
No obstante, al final de los años sesenta, una serie de construcciones y servicios van presagiando la función de cabecera de comarca que en adelante tendría la localidad.
Desde los años setenta y hasta la fecha han ido ubicándose en Villamartín muchos de los servicios comarcales de la Sierra de Cádiz, por lo que se ha convertido en lugar de tránsito y paso diario de un gran número de personas.