Diversi reperti archeologici dimostrano l’esistenza nel territorio di Aglientu di insediamenti umani a partire dalla più lontana preistoria, con i ritrovamenti di frammenti decorati di ceramica cardiale e ossidiana risalenti al neolitico Antico (6.000 – 4.700 anni A.C.) sul litorale nei pressi del rio “Lu Litarroni”. 
La notizia è stata pubblicata in "Rivista di Scienze Preistoriche, XXXVI, 1981, pag. 356, come segue:
"In Loc. Lu Litarroni, sul costone delimitante un arenile nel quale sfocia l'omonimo rio, in una zona che ha subito un'imponente opera di rimboschimento, per un tratto di circa una trentina di metri, si è notata la presenza in superficie di ossa umane (ormai quasi completamente degradate ed incrostate di grani silicei) accompa gnate da frammenti con impressioni cardiali, schegge e lamelle di assidiana. Fra queste ultime si è raccolta una microlamella a sezione triangolare con ritocco erto destro e sinistro. Il rinvenimento - che per il momento rappresenta solo un indizio - amplia tuttavία l'area geografica nella quale sono state segnalate tracce, talvolta cospicue, riferibili al Neolitico antico"
Altro importante ritrovamento è stata la bellissima tomba a tafone di periodo nuragico in prossimità del nuraghe di Agliacana presso lo stazzo Barranconi. Il defunto è in posizione rannicchiata e poggia sul lato sinistro su un lastricato o acciottolato nel quale ho riscontrato anche tracce del corredo funebre, frammenti di ceramica. La tomba è stata scavata qualche decennio fa e sono stati rimossi circa 40 cm di terra ed è stata probabilmente utilizzata dagli abitanti del nuraghe Agliacana. Particolare la presenza di un unico defunto all'interno del tafone che non farebbe pensare ad una tomba di tipo comunitario.
Testimonianze del periodo nuragico ed in particolare il numero, la singolarità e la rilevanza dei nuraghi della zona, vennero rilevate anche dal Casalis, geografo ufficiale del Regno Sardo-Piemontese, nel suo viaggio in Sardegna del 1837-38. Egli stilò un dettagliato elenco dal quale risulta, lungo il litorale, una concentrazione di 18 nuraghi, dei quali ben 13 ubicati presso la foce del Rio Vignola quasi a formare un villaggio. Oggi si hanno tracce visibili dei nuraghi di Tuttusoni, Finucchjaglia, Muzzu o di Micaleddu, Conca di Riu, La Foci, Li Tig ghjacci, Punta Li Francesi o di Li Brocchi, La Cugara, Tarraolta, Agliacana, Naracu di Li Saldi, Monti Russu, Naracu Nieddu, Monti Canneddi, Naracheddu. Per l'importanza e la densità di frequentazione del sito, sulla base degli studi del grande archeologo Giovanni Lilliu, si riconosce l'esistenza di un antico centro abitato dell'età del bronzo, databile al XV-X secolo a.c., concentrato sulle sponde del fiume Vignola e presso l'approdo naturale della foce.
Nell’area in Loc. Conca di Riu sulle sponde del Rio Vignola sono state rinvenute labili tracce delle presenza della dominazione romana nella zona. E’ oramai quasi certa la localizzazione nell’area della "Statio Viniolae" menzionata dall'Itinerarium Antonini (II sec. d.C.) come prima stazione del tragitto Tibula (Capo Testa) - Turris Libissonis (Porto Torres). Il toponimo di Vignola è sicuramente di origine romana.
Secondo lo storico e vescovo africano Vittore Vitense (430-490), dopo il concilio di Cartagine (maggio 483), il re dei Vandali Unnerico, mandò in esilio nell'isola di Corsica, deportandoli dalla località sarda di Viniola, alcuni vescovi africani che non avevano accettato l'arianesimo.
Sempre il Casalis, geografo ufficiale del Regno Sardo-Piemontese, testimonia che negli anni 1837-38 erano visibili "le rovine di un antico paese... al centro del porto di Vignola".
Nel Medioevo il territorio dell’attuale Comune di Aglientu faceva parte del Giudicato di Gallura (864-1288 circa). Si ha notizia e conferma dell'esistenza di un importante insediamento denominato "Villa Vinyola", presso la foce dell'omonimo rio, indicata anche come capoluogo della omonima Curatoria giudicale. Tracce di un importante insediamento di quel periodo sono state trovate anche in Loc. S. Pietro e S. Andrea. Inoltre in Loc. San Pancrazio, a sud dell’omonima chiesa, viene storicamente posto il villaggio medievale di “Montevargiu” di cui si vedono a tutt’oggi le tracce.
In seguito al tramonto del Giudicato di Gallura e alla conquista iberica, per l’attuazione di un piano di difesa dalle scorrerie dei Saraceni, l’Amministrazione Spagnola di Filippo II nel 1605 ordinò la costruzione della Torre di Vignola, nelle vicinanze del porto di Vignola, con l’evidente intenzione di non lasciare militarmente sguarnito il tratto di costa settentrionale interposto tra le torri di Longonis e Isola Rossa. La torre di Vignola è una torre che fa parte del complesso di strutture fortificate che, dall'alto medioevo sino alla metà del diciannovesimo secolo, hanno costituito il sistema difensivo, di avvistamento e di comunicazione della fascia costiera della Sardegna. 
Nel 1776 per volere dei re Carlo Emanuele III prima e Vittorio Amedeo III fu costruita la chiesa campestre dedicata a San Francesco d’Assisi, purtroppo demolita nel 1960 per far posto alla nuova chiesa. In seguito intorno all’antica chiesa sorse il primo nucleo abitato di Aglientu grazie a molti agricoltori degli stazzi specialmente i più facoltosi in particolare dalla zona litoranea di Vignola, acquitrinosa e malarica, che spostarono la loro residenza, preferendo quella collinare, più salubre e ricca di acque sorgive e qualitativamente migliori. Il nome Aglientu ha origini incerte si pensa che derivi dal nome spagnolo dato all’area “L’allèntu” (in spagnolo le doppie “elle” si pronuncia con suono “gli”) per indicare un luogo dove si respira bene. Alcuni pensano che derivi dal vento, secondo la leggenda popolare derivante da “argento” poiché nell’altura dove il paese è situato sgorgavano fontane che scintillavano al chiaror di luna. L’ipotesi più recente e che sia collegato ai numerosi nomi della zona che richiamano “Agliu” come “Montiagliu”, “Agliacana” ecc.                                                                                                                                                  

Alla fine del XVII secolo il territorio facente parte della Gallura è interessato dalla cosiddetta “Civiltà degli Stazzi”. Con il termine “Stazzo” ci si riferisce all’intera proprietà, essa includeva la dimora del proprietario e un importante appezzamento di terreno anche di centinaia di ettari. Gli stazzi nascevano in aperta campagna ed erano il fulcro della vita rurale. Tale “civiltà” era autarchica in quanto i pastori-agricoltori che li abitavano erano del tutto autosufficienti e vivevano del raccolto e di pastorizia. Un insieme di Stazzi formava la “Cussogghja”, un’entità geografica e sociale unita da vincoli molto forti di amicizia e collaborazione. Ciascuna “Cussogghja” faceva capo a una chiesa campestre, punto di incontro e di riferimento per la comunità. Gli stazzi videro un importante sviluppo durante tutto il XIX secolo e raggiungono una massima espansione intorno al 1850. Sino a quel momento la popolazione viveva solo nelle campagne dell’entroterra. Le coste erano considerati luoghi poco sicuri, con terreni infruttiferi, e per questo lasciati in eredità alle donne. A partire dalla fine del XVIII secolo questa tendenza vede una forte inversione. Si verifica infatti un incremento di flussi migratori dai villaggi verso le coste, divenute ormai più sicure. Ancora oggi la maggior parte della popolazione del Comune vive nelle campagne nelle storiche e nuove abitazioni “Stazzi”.
Tra il XVII e XIII secolo viene edificata nelle forme attuali la chiesa campestre più importante del Comune, San Pancrazio (in gallurese “Santu Brancacciu”). 
Nel 1802 Aglientu fu testimone in un fatto storico importante, in un’insenatura lungo la costa ad ovest della Torre di Vignola vide lo sbarco dei rivoluzionari "angiolani sardo-corsi”, Cillocco e Prete Sanna unitamente a Pietro Mamia, intraprendente contrabbandiere vignolese, emigrato in Corsica per problemi con la giustizia; era stato infatti condannato a morte dal Vice regio Governo Sardo per omicidio ed altri delitti quali rapine, furti di bestiame ed altro.
Espugnata ed occupata la Torre di Vignola, ove issarono il tricolore della farneticata "Repubblica Sardo-Francese", i rivoluzionari iniziarono opera di proselitismo tra i pastori della zona facendo credere loro che stava per approdare in Gallura una flotta francese di 5 mila uomini da sbarco. Pietro Mamia asseriva, probabilmente in buona fede, di aver avuto assicurazioni in tal senso dalle autorità francesi in Corsica. In molti si lasciarono convincere ed il 7 maggio si radunò in località “Naracu di Polcu”, a due ore da Tempio Pausania, un gran numero di pastori armati che, assieme ai promessi uomini da sbarco francesi che non arrivarono, avrebbero dovuto muovere contro la città. Pietro Mamia, dopo una drammatica riunione coi suoi sodali nello stazzo di “Pischi”, non vedendo arrivare le truppe francesi, si senti tradito e, ottenuto il salvacondotto per sé dal comandante della piazza, Cav. Giambattista Villamarina per conto del Re, convinse gli uomini a disperdersi e tornare a casa. Prete Sanna e Cillocco non desistettero e, con pochi seguaci, espugnarono le torri costiere di Isola Rossa, Vignola e Longone. L’occupazione durò poco e Prete Sanna morì combattendo nei pressi della torre di Longone, Cilocco riuscì a scappare ma dopo una lunga latitanza, fu tradito e consegnato al governo che lo condannò a morte per impiccagione. A seguito di tale fatto storico il promontorio che delimita un’insenatura lungo la costa ad ovest della torre di Vignola e denominato con il toponimo “La punta di li francesi”.   
Tra la fine del 1800 e l’inizio del 1900 il centro abitato di Aglientu ebbe un notevole impulso anche grazie a diversi artigiani provenienti dai centri vicini che vi si insediarono determinando la crescita del piccolo borgo che, da frazione di Tempio Pausania, divenne Comune autonomo nel 1959. Nel 1904 fu costruita la fontana pubblica e i lavatoi, ora denominata Fonte Vecchia in gallurese Funtana Ecchja.

L’economia del Comune si è sempre basata sull’allevamento del bestiame capre, vacche, pecore e maiali e sull’agricoltura praticata negli “Stazzi” che come detto erano autosufficienti e capaci di vendere anche la produzione in eccesso.  
Il 12 ottobre 1958 si tenne un referendum che a stragrande maggioranza della popolazione decretò l’autonomia da Tempio Pausania e la nascita del Comune autonomo di San Francesco d’Aglientu (in gallurese Santu Franciscu di l’Aglientu). Nel 1968 la Regione Sardegna decretò la modifica della denominazione in Comune di “Aglientu”. 
Il turismo ad Aglientu nasce agli inizi degli anni 60, quando nel 1962, l’ingegnere genovese Carlo Emanuele Tiscornia e suo cognato, il professore universitario Franco Magliano, giungono quasi per caso in un incontaminato angolo della Sardegna, allora noto come Porto Caneddi, e se ne innamorano a prima vista. Grazie ad gruppo di imprenditori, architetti e artisti illuminati, veri e propri precursori dei tempi, che rimangono folgorati dalla “malia” del luogo e dalla collaborazione con il Comune di Aglientu nasce il “Parco Residenziale di Portobello di Gallura”. Lo spirito dei suoi ideatori è la creazione di una sorta di piccolo mondo parallelo, in cui la natura, nella sua incantevole perfezione, risulti protagonista indiscussa e l’uomo rivesta l’insolito ruolo di ospite, rispettato, ma a cui si chiede di essere anche rispettoso, in cambio della possibilità di godere di tanta incontaminata bellezza. La tenacia di tutte le persone che si lasceranno affascinare dal progetto del Parco Residenziale, saranno ripagate dalla fama che Portobello acquisirà negli anni successivi, diventando il fiore all’occhiello della rinomata e splendida Gallura.
Negli anni successivi nascono le case dell’agglomerato di Vignola Mare, ora frazione, e i villaggi di Rena Majore, altro fiore all’occhiello del Comune, Baia Vignola e Mirice e le varie strutture alberghiere ed extra alberghiere che hanno portato il territorio di Aglientu ad essere uno dei comuni più visitati della Sardegna.