Los poblamientos a orillas del río Alcanadre, de los que se han hallado algunos vestigios en el lugar conocido como El Puntal, siglos III y II a.C., dieron lugar a la actual población de Ontiñena, cuya historia conocida arranca de la reconquista del Viejo Reino de Aragón, en los albores del siglo XI.

La villa de Ontiñena es mencionada por primera vez en un documento de 1089. Reconquistada a los musulmanes en 1102 por Pedro I se perdió de nuevo en la batalla de Fraga, 1134, siendo otra vez reconquistada por Ramón Berenguer IV. El conde de Barcelona, esposo de la reina Petronila de Aragón, después de un fuerte asedio, capturó a la caballería árabe dentro de los muros del castillo. Esta fortaleza fue de gran importancia para la reconquista del valle del Cinca. Se cuenta que residió durante medio año el rey Jaime I el Conquistador.

Las casas se arremolinan en torno a lo que un día fue un castillo de origen prerrománico, reformado más tarde por los árabes y después por los templarios. Estos últimos construyeron también la iglesia parroquial de Santa María la Mayor y la Natividad. El edificio que se puede contemplar data del siglo XIII.

Desde 1194, Ontiñena pertenece al monasterio de Sijena, a quien fue cedido por el rey Alfonso II, y esta relación alcanza, documentada, hasta ya entrado el siglo XVII, cuando el geógrafo portugués Labaña recorrió Aragón para realizar un mapa de la región. Hoy día, la principal actividad de su población es la agricultura, que cifra sus mayores esperanzas en aplicar el riego a la extensa zona de secano que ocupa su término municipal.

En el año 2013 se crea la comunidad de regantes de la acequia de Ontiñena y se transforman 3000 has de secano en regadío. El municipio comenzó a regar en 2014, y con el agua del río Alcanadre, Ontiñena riega 500 has.