Die Steinzeitjäger (10000 – 20000 v.Chr.) haben im Stammertal keine Spuren hinterlassen. Wir dürfen aber annehmen, dass sie mindestens die Gegend durchstreift haben. Funde von Waffen, Feuerstellen und Grabstätten deuten daraufhin, dass unsere Gegend vor ca. 4000 Jahren bewohnt oder für Nomaden Jagdgebiet war.
1975 wurden bei Ausgrabungen auf der «Burg», einem Bergvorsprung zwischen Ober-und Unterstammheim, frühkeltische Spuren gefunden, welche eine Wohngrube, keltische Keramik und eine Feuerstelle ans Tageslicht brachten. Bis ins hohe Mittelalter benützten Talbewohner die «Burg» vermutlich als Zufluchtsort, und sicher stand auch einst eine Burg an dieser Stelle. Die Ausgrabungen gaben darüber allerdings weniger Aufschluss als erwartet.
Zwischen Ober- und Unterstammheim wurde erstmals in einer Urkunde von 1212 unterschieden. Bis 1538 bildeten die beiden Dörfer eine Einheit und nutzten gemeinsam ihre Allmenden, und erst 1652 erfolgte die endgültige Teilung und Ausscheidung der gemeinsamen Güter.
1803 kamen die Gemeinden des Stammertals endgültig an den Kanton Zürich. Erst 1808 löste der Kanton Zürich die über 1000 Jahre alte Zehntenverpflichtung an das aufgehobene Kloster ab, indem er dem Kanton St. Gallen 200000 Gulden bezahlte.
In Stammheim verfügte die Stadt Zürich über die Militärhoheit. Als während des Dreissigjährigen Krieges das Wehrwesen reorganisiert wurde, kamen im Rahmen des aufgebauten Alarmsystems auch zwei Hochwachten auf den Stammerberg zu stehen. Von der einen Hochwacht aus bestand Sichtverbindung bis zu den Hochwachten auf dem Uetli- und auf dem Zürichberg.