Dolina Chamonix po raz pierwszy została odkryta w 1091 roku. Na początku XIII wieku hrabia z prowincji Genevois przekazał te ziemie Benedyktynom z klasztoru St Michel de la Cluse w pobliżu Turynu. Jednak w 1786 roku mieszkańcy odkupili klasztor od kanoników z Sallanches, którzy to przeprowadzili się do klasztoru w 1519 roku.

W 1530 roku mieszkańcy doliny uzyskali od hrabiego prowincji Genevois przywilej organizowania dwóch jarmarków rocznie. Dolina była często odwiedzana przez cywilnych urzędników i przez biskupów Genewy, pierwsza wizyta gości z zagranicy została odnotowana w 1411 r. W 1606 roku przybył tam Św. Franciszek Salezy.

W 1742 roku odwiedziło dolinę kilku genewskich arystokratów. W następnych latach Chamonix zaczęło być odwiedzane przez zagranicznych podróżników m.in. z Wielkiej Brytanii. Byli między nimi duchowny i podróżnik Richard Pococke (w 1744 r.), a z końcem lat 70. młody, początkujący polityk William Windham. W 1760 zawitał do doliny młody genewski przyrodnik Horace-Bénédict de Saussure. Przekonany o konieczności naukowego poznania Mont Blanc wyznaczył później nagrodę pieniężną dla tego, kto odnajdzie drogę wejściową na szczyt góry. W 1766 r. do doliny przybył inny genewczyk zafascynowany Alpami, Marc-Théodore Bourrit. Podczas tego i kolejnych 28. pobytów w Chamonix dobrze poznał okoliczne masywy, a swe wyprawy opisywał w licznych publikacjach, bogato przez siebie ilustrowanych. Poszukiwał także drogi na Mont Blanc. W 1785 r. wraz z H.-B. de Saussurem podjął nieudane próby zdobycia szczytu drogą przez Aiguille du Goûter. Szczyt ostatecznie zdobyli w 1786 r. miejscowy poszukiwacz kryształów Jacques Balmat i doktor Michel-Gabriel Paccard.

Sława Mont Blanc zaczęła przyciągać do Chamonix coraz większe ilości turystów rządnych stanąć na jego szczycie. Rozwój turystyki na początku XIX wieku doprowadził do powstania w 1821 r. związku zawodowego przewodników górskich Compagnie des Guides de Chamonix. Aby uzyskać dostęp do stoków górskich trzeba było oddawać składki pieniężne do owego związku. Związek ten został rozwiązany przez rząd francuski w 1892 roku, ale wydał polecenie, aby każdy użytkownik posiadał dyplom wydany przez komisję Francuski związek turystyczny.

Pod koniec XIX wieku rozwój turystyczny był zdominowany przez krajowych i międzynarodowych inwestorów. Jednak lokalna społeczność nie wycofała się z turystyki i postanowiła rozkręcać własny biznes. Gmina Chamonix skutecznie lobbowała lokalną społeczność, aby zmieniła nazwę z Chamonix na Chamonix-Mont-Blanc. Nazwa ta została zmieniona w 1916 roku. Po upadku monopolu, lokalna społeczności zaczęła skutecznie ingerować w rozwój Chamonix-Mont-Blanc. W XX wieku coraz bardziej przybywało pasjonatów narciarstwa i turystyki górskiej.

W 1924 roku Chamonix-Mont-Blanc zorganizowało pierwsze w historii Zimowe igrzyska olimpijskie, po tym wydarzeniu Chamonix zyskało opinię międzynarodowego ośrodka narciarskiego.

W 1960 roku rolnictwo zostało ograniczone do minimalnej działalności. Pod koniec XX wieku Chamonix miało już bardzo dużą bazę hotelarską z liczbą 60.000 miejsc. Obecnie kurort w Chamonix co roku odwiedza około 5 milionów turystów.