Sármellék területén már az őskorban is volt település. Ezt bizonyítják az újkori és a karbonkori leletek. A római korban szintén voltak itt lakosok, azonban ebben az időben Fenékpuszta volt kiemelkedő központ. A fenékpusztai erődöt I. Constantinus császár idején építették. Területét négyszögletes fallal vették körül, amihez negyvennégy kerek torony csatlakozott, s benne fegyverraktárat állítottak fel. Az erődöt polgári lakosság védte, majd katonai alakulatot helyeztek el benne. Ekkor építették az keresztén bazilikát is, ami a honfoglaló magyarok megjelenéséig használatban volt. Róma az V. században kivonta vidékünkről csapatait és államigazgatási rendszerét, s 433-ban ezt a részt a Hunoknak engedte át. 455-ben az erőd katonai utánpótlási központ lett. Nem sokkal ezután a keleti gótok támadása elsöpörte. Később azonban visszatértek és az erődöt újjáépítették. Vannak olyan feltételezések, hogy Nagy Teodorik császár pici gyermekként itt járt. 526-ban a longobárdok körülvették a várat, s az itt élő népek behódoltak nekik. 586-ban a longobárdok Észak-Itáliába vonultak és helyüket az avarok kapták meg. A IX. század elején az erőd elpusztult a frankok azonban újjáépítették. A magyarok 900-ban szállták meg a Dunántúlt és a fenékpusztai erődöt is lakták egy ideig. A sármelléki repülőtér közelében kora Árpád-kori temetőt ástak ki, ami arra vall, hogy a népvándorlás és a honfoglalás korában is lakott település volt.

A középkorban a település két részre oszlott: Hégenföldre és Csütörtökhelyre. Ezt a két települést már 1403-ban egy helységként szerepeltetik. Hégenföldét először 1335-ben említik Zalavár határában. A Sármellék megnevezés csak 1474-ben tűnik fel. Törökkori összeírás szerint népes település volt. 1572 után azonban a török pusztítás áldozata lett a falu, amely szinte teljesen elnéptelenedett.

Fél évtized múlva kezdett visszaszivárogni a lakosság. 1786-ban a Festetics család birtoka volt. Az 1890-es évek elején 1753 magyar lakosa volt. (Ma alig 100-zal több ennél) 1893-ban egy borzalmas tűzvész áldozata lett, majd újra felépült. A századfordulótól 1945-ig gróf Festetics Tasziló és a Bogyay család birtokolja a sármelléki területeket.

Sármelléket 1950-ben a környező községekkel és Keszthely városával együtt Veszprém megyéhez csatolták, csak 1979-ben került vissza Zalához. 1970-ben nyilvánították székhelyközséggé, társközsége ekkor Szentgyörgyvár lett.