A község területén már az újkőkorszakban (Kr. e. 3500) is éltek emberek, de a római kortól egyre több régészeti emlék bizonyítja gazdag múltját.
A közeli Fenékpusztához (Valcum) kapcsolódóan népes kolónia élt itt. A „Keszthely kultúrához” (római eredetű népesség) kötődően jelentős régészeti lelet került elő – egy 301 sírt tartalmazó 1400 éves temető. A temetőt 630 táján nyitották meg, amikor a környéken élő keresztény népességet egy polgárháborút követően az avarok katonai felügyelet alá helyeztek. A tágabb környék katonai vezetőjének és családjának Gyenesdiás volt a szálláshelye, ők temetkeztek ide. A lelet különlegessége, hogy a 660 körül elhunyt katonai vezetősírja érintetlen maradt a sírrablóktól, ez az első hitelesen feltárt középavar sír az egész Kárpát-medencében. Ennek köszönhetően a „Gyenesi Főnök” holtában többet utazott, mint életében – különböző múzeumokban mutatták be (Ausztriában és Németországban is).

A községben feltártak honfoglalás-kori magyar temetőt is.
Gyenesdiás területén három község volt, amelyek közül a legkorábbi az Árpád-kori Falud. Szent Erzsébet templomát 1333-ban említik először, de ásatások révén megállapították, hogy a XI. századtól lakták a települést. A falu 1408-tól Rezi várának tartozéka, 1427-ben kerül a Gersei Pethő család birtokába. A falut a törökök 1548-ban felégették, de a XVII. századig még lakott volt. 1686-tól már folyamatosan puszta, szántóit, legelőit dézsma, ill. bér fejében a szomszédok használták. 1739-ben Festetics Kristóf megvásárolta, 1785-ben szántóból, szőlőből, legelőből, rétből és erdőből állt. Templomának romjait a gyenesiek a XIX. században elbontották, hogy maguknak templomot építsenek. Helyét 40 éve még egy halom jelezte, ezt azonban a Faludi utca építésekor eldózerolták.

Gyenest, a mai község nyugati részét, 1696-ban mint Falud szőlőhegyét említik. (Neve a Dénes személynévből származik.) 1807-ben a gyenesi szőlőbirtokosok kápolnát kívántak építeni a szőlőhegyen. Ekkor a kőért elbontották az egykori Falud Szent Erzsébet templomának még álló romjait. Az építés ekkor meghiúsult, mivel Festetics György a „maga fundusán felépíteni nem engedte”. A templom végül 1826-ban klasszicista stílusban felépült Festetics László támogatásával. Leánya szentjének tiszteletére Szent Ilonának keresztelték.
Diást, a mai község keleti részét 1341-ben említik először (nevét valószínűleg az itt honos dióról kapta), mint a Lőrinte nemzetség birtokát. A XVIII. század közepéig több család birtokolta, majd a Festetics családé lett vétel útján. Gyenes és Diás 1840-ben egyesült önálló községgé.