La Valle Grana è una terra di antica frequentazione di popolazioni, come attestano i ritrovamenti di età preistorica e protostorica rinvenuti in vari siti disseminati lungo tutta la valle, da Caraglio a Castelmagno.
I primi insediamenti in Valle Grana si attestano dall’età del Bronzo, periodo cui riale ad esempio l'insediamento di Montemale, ma è all'Età del Ferro che risale la formazione delle principali etnie preromane piemontesi, in particolare i Liguri Bagienni, o "Liguri Montani", stanziati sul territorio dalla valle Po alla valle Grana.
Questi territori furono poi progressivamente conquistati e occupati da contingenti degli eserciti Romani a partire dal II secolo a.C.
Nella prima età imperiale, all'epoca di Ottaviano Augusto, la frazione San Lorenzo di Caraglio diventa il centro di controllo del sistema viario e doganale che connetteva la pianura con i valichi alpini: è possibile ancora oggi visitare i resti romani risalenti a questo periodo.
Alla presenza delle truppe regolari romane in zona è legata la tradizione del martirio di San Magno, ucciso, secondo un'antica leggenda, nella zona di Chiappi, a Castelmagno: la memoria del milite della legione Tebea rimane nell'omonimo santuario, venerato in quanto protettore del bestiame e dei pascoli, principali fonti di sostentamento delle popolazioni locali.
Il ritrovamento di epoca romana più conosciuto della valle è forse la lapide dedicata al dio Marte rinvenuta insieme ad un cimitero del III secolo nel corso degli scavi nell'area del Santuario di San Magno, nel corso degli scavi che miravano a riportare alla luce la tomba di San Magno.
In seguito alle invasioni saracene del X secolo che devastarono e spopolarono le vallate, il territorio vide una riorganizzazione incentrata attorno a castelli e strutture difensive ancora parzialmente individuabili.
Nel secolo XII ad opera di Manfredo I la valle passò sotto il dominio dei Marchesi di Saluzzo e vi rimase, a sorti alternate con gli Angioini, fino all'inizio del XVII secolo, contribuendo al consolidamento dei castelli e alla fioritura artistica della valle Grana. Fu quindi sotto il dominio dei Saluzzo che si diffuse la vena artistica ed architettonica presente negli affreschi e nei resti di edifici sacri che si possono ammirare lungo tutta la valle.
Nella seconda metà del secolo XVI Caraglio e la Valle Grana sono ricordati tra i principali centri di diffusione della dottrina riformista, energicamente stroncata dai decreti dei duchi di Savoia con arresti, confische e roghi.
Nel 1538, con la morte dell'ultimo erede del Marchesato di Saluzzo, Gabriele, nelle carceri di Pinerolo, il territorio venne annesso alla Francia.
Il trattato di Lione del 1601 sancirà ufficialmente l'incorporazione del Marchesato di Saluzzo al Ducato di Savoia e segnerà il primo passo verso l'unificazione politica del Piemonte.
La peste del 1630 dimezzò la popolazione della Valle, a ciò si aggiunsero le devastazioni provocate dalle truppe franco-spagnole impegnate nell'assedio di Cuneo.
Alla fine del XVIII secolo la valle torna sotto il dominio francese ad opera di Napoleone e vi rimane fino al Congresso di Vienna (1815), che restituirà ai Savoia i territori perduti.
Da questo momento la valle segue le vicende storiche del Regno Sabaudo fino alla costituzione dello Stato Italiano.
Momento importante della storia della Valle Grana è il periodo della Resistenza partigiana poiché qui si svilupparono alcune bande partigiane costituitesi dopo l’8 settembre 1943 a seguito della firma dell’armistizio da parte dell’Italia con le truppe degli Alleati nella Seconda Guerra Mondiale che sancì l’inizio dell’occupazione Nazi-fascista, poi conclusasi con la Liberazione del 25 aprile 1945.