On connait la présence de communautés primitives dans le Néolithique Moyen, 4500 ans avant notre ère dans la colonie voisine de Castillejos. Plusieurs dolmens de l'Âge du Cuivre prouvent une plus grande stabilité des groupements humains. Les Phéniciens, les Ibères et les Romains ont également occupé la ville appelée Hiponova. Celle-ci sera plus tard peuplée par les Wisigoths (des quels on a trouvé une pierre sculptée au VIème siècle) et, à partir du début du VIIIème siècle, par les Arabes, faisant partie de la cora ou province d'Elvira.
Pour se défendre de la forteresse voisine d'Alcalá la Real, prise par les Castillans, en 1352 le roi Yusuf I construisit une forteresse sur la colline actuelle, de sorte que la ville située sur le site de l'ancienne Hiponova déménagea vers la périphérie du château, se formant toute une citadelle pour protéger le tout. Ce qui sera finalement un formidable bastion frontalier, communiqué par des tours de garde telles que celles "du Cortijuelo", "des Anillos" et "des Guzmanes" depuis les quelles se transmettaient des signaux entre les forteresses nasrides et que l’on peut encore visiter de no jours.
Pendant sept ans, la forteresse de Montefrío fut même la Cour du roi "rival" Aben Ismail III, du camp belligérant des Abencerrajes qui était soutenu par le roi Juan II de Castille, dont il se déclara vassal. En 1453, l’armée des Abencerrajes quitta Montefrío pour Grenade, contrôlée par le roi Muhammad X; le quel tendit à la plus part d'entre eux un célèbre et sinistre piège.
Les Nasrides conserveront la forteresse face aux attaques périodiques des castillans. En juin 1486, après la prise de Loja, les castillans se mirent à couper toutes les forêts environnantes et à prendre les tours de guet qui appuyaient la forteresse. Après avoir abattu les murailles avec l'artillerie, le 26, le déjà célèbre chevalier Gonzalo Fernández de Córdoba (Le Grand Capitaine) mena l'assaut contre la muraille et conquit la ville. Événement qui serait représenté, au XIXème siècle, par le peintre José Madrazo dans son oeuvre Le Grand Capitaine à l'assaut de Montefrío, exemple de la dénommée «peinture historique».
La majorité de la population mauresque émigra en territoire musulman, ce qui obligea à repeupler la zone avec des Castillans en 1491. Ce qui fut difficile car en 1531 le conseil
demanda au roi Charles I des mesures à cet égard, proposant la démolition du château pour faciliter l’urbanisation de la ville.
Comme dans le reste de l'Andalousie, le XVIe siècle fut un moment prospère pour la population de Montefrío, que l’on voit reflété dans l'activité constructive.
Au XVIIIe siècle, la population arrivait même à 5100 habitants en 1750. Ce qui entraîna encore plus de constructions mais de style et de caractère différents.
En juillet 1936, la ville resta fidèle à la République, mais fut peu après occupée par les insurgés, changeant de mains deux fois de plus dans les semaines suivantes. Dans l'après-guerre, la région fut le théâtre des attaques des maquis antifranquistes.