Les terres de Nonasp van ser habitades des d'èpoques molt antigues. Els jaciments més antics corresponen al Neolític i són els de la Foia d'Alcalá, Pla Embataller, El Consell, Mufalla, Els Vilars, i prop de la Cova de la Verge. També, existeixen uns gravats rupestres en Les Tres Roquetes, entre el riu Matarranya i la Vall de Fabara, possiblement de l'Edat del Bronze. Dels íbers, en concret dels Ilercavons, són els poblats del Pontet i la Vall de Batea.
Posteriorment, ja de l'època romana, el toponímic dels Vilars sembla indicar l'existència d'algun jaciment en aquest paratge, on es van trobar una espècie d'àmfora, un gerro romà i monedes de plata de Pompeyo volta del magatzem de l'Estació, així com altres troballes (molí rodó de mà, tros d'espasa) en les seves hortes. La tradició manté la llegenda de l'emplaçament en aquesta zona de l'antic poble de Nonasp. De la dominació visigoda, correspon també el poblat dels Vilars. Es conserven restes de tombes, excavades en la roca, davant de l'estació i dues de completes entre la carretera del Volter i la gravera, així com, quatre en la roca del Sot de Franquet.
Ja en l'època medieval, els primers àrabs van arribar pel sud en els anys 713-714, ocupant el Baix Ebre, el Montsià, la Terra Alta i la zona del Matarranya i Algars. S'estableixen les tribus berbers dels Hawwàra en Favara i dels Miknàsa en Mequinensa. Durant l'època musulmana aquesta zona va pertànyer a la Taifa de Tortosa. A l'octubre de l'any 2000, es descobrixen en el paratge de Ribers, restes de tres tombes de lajas (pedres llises), amb restes humanes. L'emplaçament de l'actual poble de Nonasp va venir imposat en aquesta època, a causa de la proximitat dels cultius i l'elevació del terreny per a la defensa. Les cases s'agrupessin entorn del castell, al com gira gran part de la història de Nonasp, que ocupava el punt culminant del paratge. El castell àrab ocupava l'extrem occidental de l'edifici actual, ja que es tractava d'una torrassa de defensa almenado per a controlar la zona.
L'any 1.104 és proclamat rei d'Aragó Alfonso I "El Batallador i en 1.133 conquista Mequinensa i les terres entre el Algars i el Matarranya. És precisament aquest any, quan la història de Nonasp apareix per primera vegada documentada en les cròniques del regne i, concretament, en el llibre I dels Anales de Zurita. Durant aquesta època, Nonasp va passar contínuament d'unes mans a unes altres. Alguns dels més il·lustres amos van anar: Jimeno de Artusella últim dels tenentes de Loarre, tenente de Sariñena i senyor de Bolea, i Majordom del Rei i del Regne; Guillem de Cervelló, senyor de Nonasp i cavaller de Guillem de Montcada; i la seva esposa donya Elvira de Artusella, germana de Jimeno. També, va pertànyer a l'Ordre del Temple i en 1.312, per dissolució de l'Ordre del Temple, passa a l'Ordre dels Hospitalaris o Sanjuanistas, depenent de la Castellanía d'Amposta. Serà en 1.376, quan Juan Fernández Heredia incorpora Nonasp al Convent Hospitalari de Casp, al que va pertànyer fins a la desamortización en el segle XIX. En l'any 1.409 és Comendador de Nonasp, Fra Salvador Lluna, que transforma el castell-fortalesa a casa-palau. Les restes gòtiques que conserva avui l'edifici, hagueren de realitzar-se en aquesta època, doncs així ho testifiquen els dos ventanals geminats d'arc semicircular, amb dos caps, una correspondria a Antonio Fluviá i l'altra a Salvador Lluna.
De l'època moderna i, concretament de 1.588, apareix per primera vegada documentat el Casal i Llinatge dels Infanzones de Turlán. Casa Pairal originària de Nonasp, el cognom de la qual apareix en nombrosos documents històrics nacionals. La Guerra dels Segadors de Catalunya, entre 1.640 i 1.652, es deixa sentir també en la nostra comarca. En 1.640 tropes franceses destruiran el Castell, diversos edificis de la Vila i nombrosa documentació, i en 1.648 incendien Nonasp, cremant tots els documents existents.
En 1.808, ja en l'època contemporània, s'inicia la Guerra de la Independència contra França, i les seves tropes arriben al Baix Aragó en 1809, on es produïxen cruentes batalles. Acabada la guerra en 1.814, s'instituïx la Milícia Nacional, que representava la idea del ciutadà-soldat. En 1.834 naixerà com Milícia Urbana, passant a cridar-se Guàrdia Nacional en 1.835. Nonasp pertanyia a la 3ª Brigada de Voluntaris Realistes d'Aragó, partit d'Alcanyís.
El Baix Aragó va ser, al llarg del segle XIX, un tradicional focus d'insurrecció carlista. Així es va demostrar durant les tres guerres civils: la primera entre 1.833 i 1.840, la segona durant 1846 i 1.848, i finalment la tercera que transcorre entre 1.872 i 1.876. El carlisme va ser majoritari en el Baix Aragó (Nonasp, Maella, Faió, Mequinensa i Escatrón), amb base social en la petita pagesia de mentalitat tradicionalista.
Amb la Desamortización de Mendizábal en 1.836 pot dir-se que s'extingeix definitivament el domini hospitalari, després de segles de domini en Nonasp. Els seus béns passen al patrimoni de l'Estat o bé són subhastats.
A partir de 1.875, en el marc de la Tercera Guerra Carlista, es construiran al llarg del riu Ebre, des de Saragossa fins a Amposta, i en llocs estratègics, 45 torres òptiques, per a comunicar-se i alertar als pobles i exèrcit de les possibles incursions carlistas. En Nonasp es construïx la torre coneguda com “lo Castellet de Faió”, denominació que es deu per la seva orientació cap a Faió.
En la primera meitat del segle XX, i durant la Guerra Civil Espanyola, va anar per la seva posició estratègica un destacat lloc d'estada i trànsit de tropes nacionals i republicanes, tant durant tota la guerra, com en la seva fi, amb la Batalla de l'Ebre. Des de la segona meitat d'aquest segle i fins a l'actualitat, s'escometen importants inversions en infraestructures i serveis, transformant-se en l'actual Nonasp.