O Leomil foi ou pertença da Ordem dos Templários até à sua extinção.Passou depois para o domínio da ordem militar espanhola de Nossa Senhora de Roncesvales. Nos limites da freguesia existem diversos marcos ou padrões com inscrições que dizem: Duque de Ronces Vales.

Os traços da antiguidade desta freguesia estão bem vincados na fonte romana, bem no centro da povoação de Leomil, e no presbitério, antigo convento habitado pelos Templários e pelos monges espanhóis. Conta a tradição que uma aldeia mais antiga existiu a uns duzentos metros da actual, mas que a invasão de formigas a fizera desaparecer. Por este motivo terão mudado a aldeia para o actual assento. O que é certo é que em escavações ali encetadas foram encontradas moedas e objectos de épocas bem remotas. A pouca distância vêem-se também diversas sepulturas escavadas na rocha. Outro vestígio arqueológico importante é o lagar de azeite e vinho, esculpido na pedra, em Passal de Cima.

Leomil fez parte do concelho de Castelo Mendo até à sua extinção em 1855, transitando então para o de Sabugal, onde permaneceu até 1870, data em que

passou a integrar o actual. Pertenceu à comarca de Pinhel, ao bispado de Viseu e ao arciprestado de Castelo Mendo.