Il y a des traces d'établissement humain préhistorique dans la région qui remontent à l'âge du fer, les premiers jours de l'agriculture.
Au Haut Moyen Âge plusieurs hameaux voisins existaient déjà, mais la petite vallée isolée de Valbonne était déserte. En 1199 le terrain fut offert par l'évêque d'Antibes à l'abbaye de Prads qui fonda l'abbaye Sainte-Marie.
A la fin de la guerre du Moyen Âge, la sécheresse et la peste noire de 1351 provoquent la fuite des habitants des villages environnants, et laissent l'abbaye et ses environs déserts.
Le village est disposé selon un plan en damier, sous l'influence des camps militaires romains, avec deux avenues principales, disposées perpendiculairement l'une à l'autre, et le forum à l'intersection. Des arcades furent ajoutées à la place centrale au XVIIe siècle et elle devint connue sous le nom de Place des Arcades. À l'origine, le quadrillage était constitué de dix rues traversant dix rues mais le village s'est progressivement étendu autour du centre. Le plan architectural du village de Valbonne diffère de celui de nombreux autres villages situés dans le sud de la France qui serpentent généralement autour d'une colline. La construction a duré plus d'un siècle et le village est resté relativement inchangé jusqu'au milieu du XXe siècle.
Au siècle dernier, une commune environnante de Valbonne a été construite autour de l'ancien village. Bien que la population de la ville de Valbonne ait fortement augmenté ces dernières années, le village lui-même est resté intact, conservant une grande partie de son charme du XVIe siècle.
Autour de Valbonne, la proximité du littoral et surtout la construction dans les années 1970 de la technopole Sophia Antipolis ont transformé la région.
