Cimolais ha una storia molto antica: vi sono testimonianze di presenze paleo-venete del primo millennio a.C. e di successivi insediamenti di epoca longobarda.

Il primo documento che certifica il nucleo abitato di Cimolais è l'atto di donazione dei fratelli longobardi Efro, Marco e Anto all'Abbazia di Sesto al Reghena nell'anno 762 d.C.; Cimolais resta per secoli sede staccata per la Valcellina dell'attività religiosa ed amministrativa della diocesi di Sesto al Reghena, prima, e di Concordia, poi.

Nel XV sec. rientra nei domini della Repubblica di Venezia, al cui Arsenale contribuiva con la fornitura di legname per la costruzione delle navi.