La posizione di Cermenate, nei pressi della strada Comasina che da Milano porta a Como, non lontano dal suo punto di intersezione con la statale dei Giovi all'altezza di Asnago, suggerisce che la sua origine e il suo sviluppo, fin dall'antichità, siano da porre in rapporto alle vie di comunicazione.
Le prime attestazioni della presenza umana sul territorio di Cermenate risalgono infatti al X secolo a.C. ossia all’età del bronzo (ritrovamenti di asce, fibule, pendagli riferibili al periodo protostorico del Comasco). Fu però solo dall’età romana che i segni di questa presenza si fecero più consistenti, come testimoniano i numerosi reperti sepolcrali (vasellame, un ago in oro, monete di Vespasiano) rinvenuti nelle località Freghera e Fossarone, che segnalano un grosso "vico", o forse meglio un "pago" romano comprensivo di più villaggi.
Da Cermenate passava allora la strada che da Milano giungeva a Como e poi proseguiva lungo la sponda lariana e i passi alpini della Rezia, verso i paesi del Nord Europa. Probabilmente la floridità economica della zona era data anche dall'esistenza di una fornace per laterizi che sfruttava il buon materiale argilloso del sottosuolo e che risulta essere nominata nei documenti  del Medioevo (località "ad furnacem"), ma che già doveva funzionare in epoca romana.
In località Montesordo sorgeva nel Medioevo un "hospitalis" retto da frati: si trattava di uno dei tanti ospizi per pellegrini che fiorivano allora lungo le grandi vie di comunicazione, le quali ovviamente ricalcavano il percorso delle strade romane. Nell'alto Medioevo Cermenate era capo pieve dipendente dalla curia vescovile di Como; in epoca carolingia venne compreso amministrativamente nel Contado del Seprio. Cermenate partecipò attivamente, nel XIII secolo, data la sua importanza e la sua ubicazione, alle lotte fra i comuni di Como e di Milano e fu distrutta più volte durante le alterne vicende della cosiddetta "guerra decennale"(1118- 1127). Nel 1126, durante un attacco dei comaschi alle truppe milanesi, fallito per il tradimento di un loro condottiero, Alberico da Bregnano, emerse la figura di Ardizzone da Cermenate, capostipite di una famiglia di valorosi guerrieri. La località "Battù", che si trova a sud del paese dovrebbe riferirsi a questo lontano episodio.
Nel 1196 Cermenate, che nel frattempo era stata compresa come circoscrizione religiosa nella pieve di Fino, a seguito della pace fra Como e Milano rientrò nell'orbita della città lariana, assegnata al quartiere comasco di Porta San Lorenzo. Di Cermenate fu il cronista Giovanni, detto appunto "da Cermenate", nato attorno al 1280, fautore in Milano di Matteo Visconti e autore di una "historia" sulle vicende di Milano dal 1307 al 1313, raccolta da Ludovico Antonio Muratori.
Sull'altura ancor oggi chiamata “Del castello" sorgeva una fortificazione, eretta durante le guerre fra i Torriani e i Visconti, ai quali rimase nel XIV secolo.
Nel 1516 il paese subì razzie da parte delle truppe di Francesco I che assediavano Milano. Nel XVII secolo il suo territorio era diviso in quattro comuni: Montesordo, dove un tempo risiedeva la famiglia di Giovanni Maria Visconti, Santa Croce, infeudato ai Cavalieri di Gerusalemme, Lavezzara, dove risiedevano cinque famiglie i cui capi si alternavano mensilmente nel consolato, e Cermenate con ben 81 "fuochi". Questi quattro centri furono unificati al tempo di Maria Teresa d'Austria, ma l’antico stemma comunale, con le quattro torri, visibile nella sala consiliare presso la sede del Comune, ricorda l'antica divisione. Nella seconda metà del Settecento, Cermenate conobbe nuovamente un periodo florido, grazie all'introduzione dei bachi da seta e allo sviluppo dell'attività serica. Tra la fine dell'Ottocento e i primi del Novecento, tuttavia, furono in molti i Cermenatesi che lasciarono il paese per emigrare oltreoceano, in cerca di miglior fortuna. Durante il regime fascista Cermenate si amplia, assorbendo nel 1928 anche l'abitato di Asnago, località che un tempo fu della famiglia Porro. Dalla seconda metà del secolo scorso, in seguito alla crisi del tessile, l'economia del paese ha conosciuto forti cambiamenti che hanno visto la nascita sul territorio di importanti industrie a carattere nazionale e multinazionale, accanto alle attività artigianali, prevalentemente a conduzione familiare, e un progressivo aumento del lavoro pendolare verso Milano.