Villa surgida en el siglo IX por repobladores del Norte peninsular, adquiere el nombre del antropónimo del expedicionario que conduce a los colonizadores que formaron la nueva comunidad de aldea. Esta es mencionada ya en el 1059, en el acuerdo para delimitar las diócesis de León, Burgos y Palencia, quedando adscrita al obispado palentino. Inicialmente constituyó un poblamiento alveolar, en torno a las primitivas parroquias de Santa María, San Pedro el Viejo, La Magdalena y Santa Cruz, iglesias desaparecidas a excepción de la primera. A mediados del siglo XI se forma un nuevo barrio, en torno al monasterio de San Martín, que por el testamento de la reina Mayor de 1066 recibe la jurisdicción de sus habitantes. Por el mismo codicilo, los benedictinos adquieren varias rentas de las iglesias de Frómista y rebaños de las Asturias de Santillana. Estos monjes quedaron sometidos a la abadía de San Zoilo de Carrión por donación en 1118 del derecho que tenía la reina urraca sobre ello y sus bienes.

La adscripción del barrio de San Martín al monasterio de monjes negros generó continuados conflicto por el intento de los señores de Frómista de unificar jurisdicciones y de percibir rentas de los habitantes de aquella población. En 1427, Maria Manrique consigue por una bula pontificia el dominio del barrio martiniego, y con ello la unidad de dos comunidades que desde el 1066 habían vivido en un mismo ámbito geográfico pero sometidas a dos realidades jurídicas diferentes.

El siglo XV es el de la creación de un nuevo claustro, el de Santa María de la Misericordia, de benedictinos dependientes de la abadía de Valladolid. En su cercanía se encontraba la aljama judía, que llegó a tener 300 familias; se trataba de una de las juderías más prósperas de Castilla, cuyos miembros destacaron en labores financieras como sucedió con los Cohen y los Tovi, y también literarias como ocurrió con Joseph ben Sassón.

En 1453 tiene lugar el milagro de Frómista, misterio consistente en haberse que dado adherida una forma sagrada a la patena, cuando un sacerdote intentó dar de comulgar a Pedro Fernández, quien estaba excomulgado por no haber redimido un préstamo. En este acontecimiento estuvo el origen de la Cofradía del Milagro que tenía su sede en la iglesia de san Martín. Hubo otras cofradías, como las del Rosario, Vera Cruz, San Francisco, Nuestra Señora de los Ángeles y la de Santiago, esta última, situada en la parroquia de San Pedro, bajo una advocación que no podía faltar en una de las etapas jacobeas mencionada en el Codex Calixtinus. Aquí hubo los hospitales de peregrinos de San Martín, San Pedro, Palmeros, Brasas, La Magdalena, San Lazaro y Santiago.

Frómista sufre en el siglo XVI el expolio del obispo Acuña durante la revuelta de las Comunidades, puesto que requisó objetos litúrgicos de las iglesias para costear las campañas de los comuneros. A lo largo de la Edad Moderna decrece la población fromisteña, el seórío se convierte en marquesado, se reforman fromisteña, el señorío se con vierte en marquesado, se reforman y concluyen los templos de San Pedro y Santa María. En El siglo XVIII la localidad de nuevo cobra pujanza por el paso del Canal de Castilla. Esta obra ilustrada de ingeniería pernitió la salida y llegada de productos, amplió el espacio irriagado, y dio movimiento a molinos harineros y batanes.

La desamortización de Mendizábal de 1835 fue la causa del paulatino despojo y desaparición del convento de la Misericordia. Más tarde, en 1867, Frómista contó con una junta revolucionaria local. Entre 1896 y 1904, el arquitecto Manuel Aníbal Álvarez consigue salvar de la ruina la iglesia románica de San Martín, gracias a la restauración que llevó a cabo.