По мнению Ульяновских археологов, на территории нынешней Старой Майны люди непрерывно жили с III—IV века. Первыми сюда пришли Именьковские племена. Именьковская культура просуществовала на территории нынешней Старой Майны около 400 лет.
Следующие 5 веков здешними землями владели Волжские булгары.
Затем эти земли завоёвывает Золотая орда. После распада орды земли отходят к Казанскому ханству.
Во второй половине XVII века здесь появилось первое русское поселение.
Согласно преданию, село Богоявленское было основано игуменом Герасимом с монахами Костромского Богоявленского монастыря в 1655—1661 годах, но из-за постоянных набегов кочевников они покинули его.
Официальной же датой основания села считается 1670 год, когда согласно повелению царя Алексея Михайловича, на берегу реки Майна, ныне Старомайнский залив Куйбышевского водохранилища, был построен «город с тыном» — Майнский острог и вошёл в подчинение Приказа Казанского дворца. Острог имел 900 сажень в длину и 200 в ширину, 12 башен глухих и 6 башен проезжих, соединённые частоколом. Вокруг острога был выкопан ров. Первым воеводой Майнского острога был назначен Матвей Савельевич Салов.
В 1708 году при административном делении Петра I, село Богоявленское Майна тоже вошло в состав Казанского уезда Казанской губернии.
В 1734 году село становится гражданским.
В 1774 году здесь останавливался пугачёвский отряд атамана Сомова, который отступал из под Казани к Белому Яру.
Первая деревянная церковь в селе была построена в 1777 году; имела два престола: в честь Богоявления и Святителя Николая Мирликийского. Простояла недолго, уничтожена пожаром.
В 1780 году, при административным делением Екатерины II, село Богоявленское Майна тож вошло в состав Ставропольского уезда Симбирского наместничества.
С 1796 года — в Ставропольском уезде Симбирской губернии.
С конца XVIII по начала XIX века 56 семей ремесленников-кирпичников переселилась на речку Малый Авраль, где основали новую деревню Новую Майну, а Богоявленское Майна стала называться Старой Майной.
В 1823 году, по инициативе графа Дмитрия Николаевича Блудова, была возведена каменная Богоявленская церковь, сохранившаяся до сих пор. В храме хранятся почитаемые иконы Божией Матери: «Боголюбивая», «Серопаховая»; «Отрада» («Утешение») и «Казанская» (с. Старая Майна. БОГОЯВЛЕНСКАЯ ЦЕРКОВЬ. Двухпрестольная, во имя явления Господня, Казанской Божьей Матери, здание и колокольня каменные, построена в 1823 г. на средства графа Д. Н. Блудова, в 191З г. отреставрирована).
С 1851 года — в Ставропольском уезде Самарской губернии.
В 1859 году — во 2-м стане Ставропольского уезда Самарской губернии, число дворов — 479, жителей мужского пола — 1333, женского пола — 1390, есть церковь, базары, пристань.
В 1861 году село стало административным центром — Старомайнской волости.
В 1862 году в Старой Майне открылось первое в России специальное училище по подготовке сельских учительниц, в котором обучались крестьянские девушки.
Село Старая Майна: ХРАМ В РАКОВСКОМ ТРОИЦКОМ ЖЕНСКОМ МОНАСТЫРЕ. Спроектирована в 1867 году, колокольня построена в 1917 году.
В 1872 году была построена вторая каменная церковь с престолом Александра Невского.
В 1880 году в селе 11 обществ, 567 дворов, 1205 мужчин и 1311 женщин.
В 1889 году — волостной центр Ставропольского уезда Самарской губернии, число дворов — 610, мужского пола (ревизских душ) — 1149, обоего пола — 3191, есть две церкви, почтово-телеграфная контора, хлебный базар, 5 ветряных, 5 водных и одна паровая мельницы.
В 1898 году построена деревянная крытая железом школа.
В 1910 году — волостной центр Ставропольского уезда Самарской губернии, число дворов — 809, муж. пола — 2047, женского пола — 2016, обоего пола — 4063 человека, в селе имелось 2 церкви, 4 школы: земская мужская, земская женская и 2 церковно-приходские школы.
21 июля 1918 года, во время Гражданской войны, на пристань высадился разведывательный красноармейский десант из 10 матросов с боевого судна «Лев», которые погибли от рук торговцев и кулаков. В последствии их тела были похоронены за селом, а в 1956 году перезахоронены в Парке Победы и воздвигнут памятник-обелиск.
С 1919 года — волостной центр Мелекесского уезда Самарской губернии.
С 1928 года — районный центр Старо-Майнского района Ульяновского округа Средне-Волжской области (с 1929 — Средне-Волжского края, с 1935 — Куйбышевского края, с 1936 — Куйбышевской области).
В 1931 году — в Старомайнском с/с Чердаклинского района Средне-Волжского края, в который входили: деревня Верхняя Матросовка, посёлок Заря, будка Затон, деревня Нижняя Матросовка, поселок Потаповский, село Старая Майна, колхоз «Молодая Гвардия», колхоз Имени Сталина, хутор Труженик, хутор Трубенское объединение, кордон Лесной кордон. В селе Старая Майна было 1045 дворов, в которых жило 4225 человек.
В 1935 году — вновь стала центром Старо-Майнского района.
В 1937 году открылась первая средняя школа.
С 19 января 1943 года — районный центр Старомайнского района Ульяновской области.
Решением облисполкома от 7 апреля 1967 года село Старая Майна отнесено к категории рабочих посёлков.
В 1992 году вместо райисполкома была образована администрация Старомайнского района.
29 мая 2005 года рабочий посёлок Старая Майна стал административным центром Старомайнского городского поселения.
15 сентября 2016 года в поселке открыт первый в области Музей Леса.