Il toponimo deriva da un fundus tardoromano, che passò poi in parte in possesso del monastero di s. Andrea in Flumine, che già lo deteneva in X secolo. Secondo una tradizione tramandata da Benedetto, monaco dello stesso monastero vissuto nel X secolo, Galla, figlia di Simmaco, fatto uccidere da Teodorico nel 526, aveva fatto edificare nella massa volgarmente detta Septimiliana una basilica in onore di s. Valentino, probabimente dopo esser rimasta vedova ad un anno dal matrimonio. Le notizie sul castel­lo sono molto tarde, nel 1236, ad esempio, troviamo Ranuccio e Francesco da Stimigliano, con suo nipote Pietro, possedere una quota del vicino castello di Pozza. Si può quindi ipotizzare che la fondazione del castrum sia avvenuta sullo scorcio del secolo XII o nei primissimi anni del successivo, accentrando in un unico insediamento la popolazione che viveva sparsa per la campagna o in villaggi. In Stimigliano e nel suo territorio la chiesa romana possedeva numerosi beni demaniali, concessi nel 1249 a Guglielmo detto il Pietoso, ostiario del pontefice. Nel 1297 questi beni che il figlio di Gugliemo, il presbitero Adinolfo, aveva venduto a Paolo Montanari, presbitero e familiare del cardinal Giacomo Orsini, furono confiscati da papa Bonifacio VIII e assegnati per un censo annuo di dodici provisini a Gulferano di Cicerone. Il reddito di questi beni fu poi applicato nel 1301 ai lavori di restauro della chiesa cattedrale di Sabina in Vescovìo.
Nel 1278 i suoi abitanti giurarono fedeltà a papa Niccolò III insieme ad altri castelli sabini. Nel 1347 Stimigliano si sottomise spontanemente a Cola di Rienzo. I suoi abitanti furono tra i più ferventi fautori della rivolta contro il dominio della santa sede, resistendo a lungo ai tentativi di normalizzazione avvenuti in Sabina in quel periodo. Questa resistenza fu duramen­te punita, nella primavera del 1357, infatti, il rettore di Sabina ordinò lo smantellamento delle mura e l'abbattimento delle case dei ghibellini ribelli alla chiesa. Nel 1363 Stimigliano fu tassato dal comune romano per 30 rubbia di sale. Nel 1368 il castello fu infeudato da papa Urbano V a Francesco e Buccio Orsini, figli del defunto rettore del Patrimonio di S. Pietro in Tuscia, Giordano. Nel 1376, tuttavia, il feudo fu loro revocato da Gregorio XI per ribellione, ma nuovamente concesso l'anno successivo, dopo aver prestato giura­mento di fedeltà al pontefice.
Il castello rimase saldamente in mano ai vari rami della famiglia Orsini. Enrico Orsini, in parti­colare, nel corso della seconda metà del XVI secolo trasformò l'antica rocca in un possente palazzo baronale. Alla sua morte avvenuta nel 1604, la camera apostolica, ritenendo estinta la sua linea, incamerò il castello. Il suo figlio legittimato, Franciotto, presentò ricorso. La controversia si concluse nel 1641, quando i suoi eredi Enrico e Francesco, in seguito ad una ransazione con papa Urbano VIII rinunciarono alle loro rivendicazioni sul feudo. Nel 1816, al momento della riorganizzazione della stato della Chiesa, Stimigliano, con 363 abitanti, era appodiato di Torri. L'anno successivo nella riorganizzazione definitiva fu appodiato di Forano, per poi divenire comune autonomo. Nel 1853 gli abitanti erano 472 di cui soltanto 9 residenti in campagna, per complessive 93 famiglie suddivise in 92 case.
La chiesa parrocchiale era dedicata ai ss. Cosma e Damiano ed era stata recentemente ricostruita fuori della porta di accesso al apese in sostituzione dell'altra, posta all'interno in fondo "alla strada di mezzo". Nel palazzo baronale, che ancor oggi domina l'abitato, vi era una cappella dedicata a s. Giuseppe. Nel paese erano presenti un macello, un forno, un'osteria, una pizzicheria, una rivendita di liquori, una di sali e tabacchi, alcuni calzolai, un maniscalco e cinque carrettieri. Il settore sanitario era curato da un medico. I prodotti agricoli più diffusi erano il grano e il vino. Molti i pascoli, mentre si raccoglieva legna da fuoco nei boschi e abbondante fieno. L'unica mola a grano era di proprietà della famiglia Piacentini.