Le nom de la commune serait d’origine mérovingienne (”Villa Mummoli”) comme semble le confirmer la découverte d’une nécropole au centre de la ville. ”Villemomble” n’apparaît qu’en 1237.
Les premiers seigneurs sont les sires de Beaumont, puis par héritage ou mariage, les illustres familles de Montmorency ou de Rohan. Après la guerre de Cent Ans, le domaine échoit à Jean de Chabannes, célèbre compagnon de Jeanne d’Arc. La seigneurie est composée de terres cultivées, vignes, pâturages et forêts qui garantissent d’importants revenus à la commune. Le duc d’Orléans, fils du régent, fait construire, au milieu du XVIIIe siècle, l’actuel château de Villemomble (qui accueille aujourd’hui la mairie) pour sa maîtresse Etiennette Le Marquis. La période révolutionnaire se passe sans heurts conséquents, la vraie révolution sera industrielle. Au XIXe siècle, il s’agit d’accueillir les habitants d’un Paris surpeuplé dont la bourgeoisie aime à posséder une maison à la campagne. En 1870, Villemomble est occupée par les Allemands. La totalité de la population (1 000 habitants) est évacuée dans la capitale tout comme la mairie qui s’installe à Paris.
La commune compte aujourd’hui un peu moins de 30 000 habitants.