Les traces les plus anciennes du passage de l’homme en ces lieux remontent au paléolithique : ce sont des outils en silex dont certains datent de 50 000 à 100 000 ans. Vers 1890, on détruisit un dolmen dans lequel furent trouvées des haches en silex poli datant de la période néolithique. Des bracelets en bronze, témoins de l’époque gauloise, furent aussi découverts. Cependant les traces visibles les plus anciennes d’un habitat organisé datent de la période gallo-romaine. Sur le plateau en bordure du coteau les vestiges de Malliacum (nom antique des lieux) sont encore visibles. De nombreux pans de murs ainsi qu’un aqueduc encore imposant, témoignent de cette époque. Des vestiges de bains avec piscine furent fouillés vers 1978. A d’autres endroits de la commune furent aussi repérés des établissements agricoles ou des villas résidentielles datant de la même époque.
Au tout début du Moyen Âge, Maillé (dont le nom dérive du nom antique) est le chef lieu d’une sous administration mérovingienne. Un prieuré existe déjà au milieu des ruines de l’habitat gallo-romain. Il est à l’origine de la première paroisse dédiée à Saint-Venant.
Au Xe siècle, un seigneur occupe les lieux, résidant dans un premier château. Une seconde paroisse, Sainte-Geneviève, est fondée dans le creux du vallon. L’essentiel de l’habitat est probablement troglodytique. Le château est détruit à la fin du XIè siècle lors d’une guerre entre Anjou et Touraine, puis reconstruit au début du XIIe siècle.
Au début du XIIIe siècle, les seigneurs de Maillé reçoivent le titre de barons et agrandissent leur château.
Au XVe siècle, les barons de Maillé sont très proches des rois de France résidant alors en Touraine, le bourg s’en trouve transformé : arrivée de riches marchands qui bâtissent de superbes maisons à colombages, construction des halles, d’une aile en brique dans la cour du château et d’une église collégiale dédiée à Notre Dame non loin de ce dernier, siège d’une troisième paroisse.
Au XVIe siècle, le titre de baron de Maillé passe par mariage dans les mains de la famille de Laval-Loué, branche de l’illustre famille de Montmorency. Le château et la ville subissent quelques transformations dans le goût de la Renaissance. En 1564, le temple protestant de Touraine est installé à Maillé ; il y restera jusqu’en 1600. En 1572, Jean de Laval, marquis de Nesle, reçoit de Charles IX le titre de comte de Maillé. Durant la période des guerres de religion, Maillé semble avoir été une zone refuge où nombre de marchands, particulièrement des soyeux travaillant la passementerie, catholiques comme protestants, trouvèrent une protection. Ils feront la fortune de la ville.
1619, le comté de Maillé est acheté par Charles d’Albert, favori de Louis XIII. Le roi érige aussitôt la terre en duché et pairie et lui donne un des noms de son nouveau duc et pair de France : Luynes. Le second duc de Luynes réalisera de grands travaux durant son règne (1621-1690) : le vieux donjon du château est rasé et deux nouvelles ailes construites, un palais de justice est bâti sur une partie des halles, construction d’un grand hôpital en ville et d’un couvent de religieuses près du château, réorganisation des écoles de garçons comme de filles et du collège… Les passementiers reçoivent du roi le droit de s’organiser en corporation de métier. La ville s’embellit de nombreuses demeures en pierre ou en brique et pierre. La population augmente fortement. Le territoire du duché s’étend dès cette époque : le duc de Luynes est aussi comte de Tours, baron de Semblançay, de Saint-Michel et de Rochecorbon…
A la fin du XVIIIe siècle, son autorité va au nord de la Loire : de Vernou à l’est jusqu’à la Chapelle sur Loire à l’ouest et remonte jusqu’à Neuvy le Roi au nord ; au sud de la Loire : d’une partie de Tours jusqu’à Rigny-Ussé. Le déclin des soieries tourangelles entraîne durant ce même siècle celui de la ville de Luynes dont la population décroît rapidement.
La période révolutionnaire ne verra pas de grosse destruction mis à part le chœur de l’église Saint-Venant et le couvent (sauf l’église) Notre Dame.
Durant le XIXe siècle, la petite ville de Luynes est une commune rurale agricole à dominante viticole. Les épidémies et le déclin du vignoble tourangeau verront cependant cette activité se réduire en continu (de nos jours elle a presque disparu). L’église Sainte-Geneviève est rasée vers 1870 et remplacée par l’église actuelle ; l’ancien palais de justice des ducs de Luynes et une portion des halles sont détruits en 1913.
La ville ne connaîtra un renouveau qu’à partir des années 1970 avec une forte augmentation de sa population et de nouveaux aménagements : extension de nouveaux quartiers et lotissements sur le plateau, stades et piscine, seconde école et collège, Institut-Médico-Educatif, supermarché, gendarmerie, poste, perception, centre de loisirs, Centre Hospitalier et l’installation de quelques entreprises…