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.
Die der Maria geweihte Kirche in Unterstammheim wird erstmals zu Beginn des 14. Jahrhunderts erwähnt. Das Chor und der Käsbissenturm wurden 1515/1517 neu erbaut, das Kirchenschiff 1688 teilweise erneuert und 1779/1780 von Grund auf neu errichtet. Der Innenraum wurde 1973 letztmals renoviert. Das Patronat über die Kirche ging 1303 vom Kloster Sankt Gallen an Ritter Albrecht von Klingenberg über. Nach mehreren Wechseln kam das Kloster Paradies in dessen Besitz, und von 1508 an stand das Recht wieder für 300 Jahre dem Kloster Sankt Gallen zu. Im Jahr 1808 löste Zürich alle Rechte des Klosters in Stammheim ab.
Zur Zeit der Reformation amteten die Brüder Johannes und Adrian Wirth, Söhne des Stammheimer Untervogts Wirth, als Pfarrherren. Als 1524 ein aufgestörter zügelloser Haufen Leute vor Ittingen lagerte und die Kartause in Brand steckte, wurden die drei Wirth von Stammheim und Untervogt Rüttimann von Nussbaumen dafür verantwortlich gemacht und gefangengenommen. Sie wurden zur Tagsatzung nach Baden gebracht und dort, mit Ausname von Pfarrer Adrian Wirth, am 26. September 1524 hingerichtet.
Vom Gebiet der grossen Kirchgemeinde Stammheim wurden 1828/1829 die beiden Thurgauer Gemeinden Nussbaumen und Schlattingen abgetrennt. Die Kirchgemeinde Stammheim umfasst heute das Gebiet der drei politischen Gemeinden Waltalingen, Unter- und Oberstammheim, mit Ausnahme von Wilen.
Die Lesegesellschaft, gegründet 1842, brachte im Stammertal einiges von bleibendem Wert zustande: schon 1843 eine Bibliothek; 1863 die Leihkasse Stammheim, die sich auch in der modernen Finanzwelt als gesundes Unternehmen behauptet; 1867 eine Fortbildungsschule in Stammheim und in Guntalingen; 1867 bzw. 1885 Landwirtschaftliche Vereine in Stammheim und in Guntalingen.
Hochfliegenden Eisenbahnprojekten in unserer Gegend war jedoch weniger Glück be-schieden. Demokratische Politiker, auch aus dem Stammertal, waren erfüllt von Optimismus und vom Glauben an den Erfolg einer Konkurrenzbahn zu den Linien, welche der Liberale Alfred Escher, der «Eisenbahnkönig», von Zürich aus bauen liess. Ober- und Unterstammheim engagierten sich mit je 180000 Franken, für die damalige Zeit und unsere kleinen Gemeinden Riesensummen, für den Bau der Schweizerischen Nationalbahn von Singen nach Winterthur mit einer geplanten Fortsetzung in die Westschweiz. Dieses eisenbahnpolitische Abenteuer endete für alle Geldgeber, vor allem auch für unsere Gemeinden, 1879 mit Riesenverlusten, als die Nationalbahn zusammenkrachte. Zwar gelang es, die Schulden abzubezahlen. 100 Jahre lang aber mussten z.B. die Teilnehmer (von 1971 – 1979 auch noch die Teilnehmerinnen) an der Berchtelis-tagsgemeinde in Unterstammheim auf den traditionellen Bürgertrunk verzichten.