La commune actuelle est le fruit de la fusion, le 1er janvier 1970, des communes de Romainmôtier et d'Envy. Romainmôtier peut se targuer du titre de ville depuis que ce droit lui a été conféré par LL.EE. en 1581. La petite ville doit son existence au couvent issu de l'ermitage que fondent en 452, dans le vallon du Nozon, saint Romain et saint Lupicin, venus de Condat (Saint-Claude, Jura français).

Prieurs et abbés vont se succéder pendant un millénaire de vie souvent agitée, les biens du couvent ne laissant point les seigneurs laïques des alentours indifférents. Jusqu'au Xe siècle, le couvent resta modeste. En 929, la comtesse Adélaïde, soeur du roi Rodolphe ler de Bourgogne, le cède à la jeune abbaye de Cluny, en Bourgogne. Une administration directe par l'abbé de Cluny aux Xle et Xlle siècles fut bénéfique pour le couvent. Les transformations et les agrandissements successifs de l'église pendant cinq siècles en attestent. Cette église est en fait le troisième sanctuaire construit sur le site de la première fondation du Vle siècle, remplacée au Vlle siècle par un édifice deux fois plus grand. Quant à la vie communale, elle est déjà active au Xllle siècle puisque le village a sa propre église paroissiale. Comme les autres villages de la terre de Romainmôtier, il est administré par un mayor. C'est à cette époque que les sujets du monastère sont mis au bénéfice de franchises qui font d'eux des hommes libres, certes, mais astreints à diverses redevances assez curieuses, car ces franchises furent parmi les toutes premières à être édictées.

On signalera au passage la célébration le 6 décembre 1500 à Romainmôtier du mariage de Marguerite d'Autriche et de Philibert le Beau, Duc de Savoie.

La conquête du Pays de Vaud par les Bernois, en 1536, sonne le glas des institutions religieuses. Les biens du couvent passent entre les mains de LL.EE. Le bourg reçoit les biens de la cure, des confréries et de l'hôpital, ce qui augmente sensiblement ses revenus, et on démolit l'église paroissiale. Il acquiert ensuite le moulin, le battoir et la raisse sur le Nozon qui avaient appartenu au couvent. A l'important monastère du Moyen Age succédera un riche bailliage à l'époque bernoise.

La fin de l'Ancien Régime fit retomber Romainmôtier au rang de simple village. En 1835, Maurice de Lerber remet en activité l'ancienne tuilerie-briqueterie, puis crée une usine avec fonderie et ateliers de fabrication de pompes à feu que l'on appelait encore au début du siècle passé des seringues. Grâce à la force hydraulique du Nozon, d'autres industries s'établirent à Romainmôtier. Les maisons Maillefer et Golay-Buchel y ont fait leurs débuts. Une roue à eau encore utilisable animait un martinet à la forge.