En los parajes del arroyo del Abandonado y El Barranquillo se han encontrado los primeros materiales líticos indicadores de ocupación humana que corresponden al Paleolítico. Durante la Edad del Cobre (III milenio a C) se produce un proceso de colonización de las tierras que hoy comprende el término municipal. Fue un poblamiento basado en pequeños núcleos establecidos en lugares de fácil defensa como los asentamientos de Piedras de Cuca, Cerro Buitreras o Cerro Portichuelos. También corresponde a esta etapa la primera ocupación de su actual emplazamiento urbano. Hacia finales del II milenio a C (Edad del Bronce) una época de crisis significó el abandono de estos asentamientos. Superada esta situación (siglo IX a C) la población vuelve a concentrarse en torno a las Atalayuelas en donde habitan en cabañas circulares. Ya en época ibérica (siglo VII a C) se hacen más numerosos los asentamientos fortificados como los de Fuencubierta, Cerro de la Covatilla, Cerro Carnicero o la Cortijada de Arcos. Dependían de la gran ciudad ibérica de Tucci (Martos) que en época romana fue la Colonia Augusta Gemella.
Durante la ocupación romana se detecta una proliferación en su territorio de casas pertenecientes al campesinado, algunas de ellas villas, como la del Molino del Cubo, Casería de don Juan Vicente o el Cortijo de los Heredados.
A su pasado visigodo corresponden las piezas arqueológicas más importantes aparecidas en la localidad, el famoso tesoro aparecido en los "majanos de Garañón", que constituye uno de los mayores conjuntos de orfebrería de este periodo en España. Entre las piezas de este conjunto hay cruces de oro con inscripciones de los oferentes y de diversos santos o una gran corona de oro dedicada a las santas Justa y Rufina.
Durante la dominación islámica debió ser una pequeña población, pues no se la menciona en las crónicas. En torno a los siglos XII y XIII levantaron una fortificación, de medianas dimensiones, que contaba con tres torreones de planta circular situados en los ángulos.
Tras la conquista castellana de esta comarca por Fernando III el Santo, el mismo rey la entregó en 1228 al Señorío de la Orden de Calatrava y pasó a formar parte de la Encomienda de la Peña de Martos y de Víboras.
La Orden de Calatrava reestructuró el castillo y a su alrededor inició un proceso de repoblamiento. A partir de este momento se configuró un pequeño núcleo urbano, que sobre el siglo XIV aún era calificado de "logar". Durante este siglo y el siguiente el crecimiento de este incipiente núcleo se vio dificultado por su situación fronteriza con el reino de Granada, que animó a la construcción de atalayas para un control efectivo del territorio, se trata de la Torre de Fuencubierta, la Torre de Benzalá o la Torre Alcázar.
A poco más de 1 km de núcleo urbano todavía se conserva el Molino del Cubo, construido por la Orden de Calatrava en el siglo XV.
En 1558 la reina Doña Juana eximió a la localidad de la jurisdicción civil y criminal de Martos, comenzaba así su andadura como villa. Este fue un siglo de prosperidad que se vio truncada por la crisis que afectó al país en el siglo XVII. En el siglo XVIII Torredonjimeno inició una etapa de recuperación.
Por Madoz conocemos que a mediados del siglo XIX tenía una población de 5,787 almas. Los principales cultivos eran los de cereal y el olivar y contaba hasta con siete molinos harineros y veinte de aceite. Había también una fábrica de sal y quinientos telares de lienzo de lino.
Alfonso XIII le concedió el título de ciudad en 1911.
Hacia 1.369, en pleno etapa fronteriza de esta zona, Torredonjimeno disponía ya de un recinto amurallado que defendía el conjunto de la ciudad y que hoy se puede reconstruir gracias a la pervivencia o recuperación de los nombres históricos de sus calles y plazas: Puerta de Córdoba, Postiguillo, Adarvejos, la Muralla, Puerta de Martos, la Cerca, Puerta de Jaén, etc. Con estas defensas, pudo Torredonjimeno resistir otra nueva incursión de los ejércitos musulmanes llevada a cabo en el año 1.471. Estos consiguieron en un principio una buena cantidad de bienes y cautivos, entre estos dos hijas del mismo alcaide del Castillo, Diego Fernández de Martos, que fueron llevadas a Granada y que tiempo después serían elevadas a los altares con el nombre de Santas Juana y María. En la batalla posterior, las tropas castellanas comandadas por Diego López Pacheco, Marqués de Villena y Mayordomo mayor de Isabel I, vencieron a los musulmanes. En acción de gracias por dicha victoria, el Marqués de Villena mandó edificar la ermita de la Virgen de Consolación.
