Vilalba va formar part del territori de la Batllia de Miravet que Ramon Berenguer IV cedí als Templers. Després s'intengrà dins la Comanda d'Ascó.

La carta de població fou atorgada l'any 1224 a quatre pobladors.

A principis del segle XIV, els Templers foren substituïts pels Hospitalers en la senyoria d'aquests territoris.

A les acaballes del segle XV es va crear la Comanda de Vilalba dels Arcs.

Durant la Guerra dels Segadors la població fou assaltada per mercenaris de l'exèrcit castellà. També fou breument afectada per la Guerra de Successió i les posteriors Guerres Carlines, durant les quals es va fortificar la vila.

L'any 1938, a Vilalba, es va estabilitzar el front republicà al lloc conegut com els Quatre Camins, on actualment s'ha erigit un monument commemoratiu.