La storia del paese ha origini antichissime, risalenti al neolitico , come testimoniano numerosi ritrovamenti avvenuti sul territorio comunale. I ritrovamenti riguardano sepolture accompagnate da monili vari databili attorno all’ età del ferro ( V secolo a.C.), ma anche vari attrezzi inerenti al periodo in cui nella zona arrivarono i Galli Cenomani .
Il territorio di Brembate nell' Isola Bergamasca
In seguito il territorio subì un ulteriore sviluppo in epoca romana , quando i nuovi dominatori sfruttarono la posizione strategica del paese. Posto sulle rive del fiume Brembo, che poco distante si getta nelle acque del fiume Adda , sorgeva in una zona attualmente denominata Isola Bergamascs , nella quale transitavano importanti strade di comunicazione.
Successivamente si susseguirono le dominazioni dei Longobardi prima e dei Franchi poi. È proprio a questo periodo che risale il primo documento in cui si attesta l'esistenza del borgo di Brembate: in un atto redatto nel 962 si citano con il nome di Brembati inferior alcuni territori di proprietà di Berengario II e di sua moglie. Si narra che fu proprio il suddetto regnante ad avviare la costruzione di un imponente castello che assunse una notevole importanza durante il periodo medievale.
Il suddetto maniero fu in seguito assegnato, unitamente alle terre circostanti, dall'imperatore Federico Barbarossa ai signori milanesi dei Visconti .
Anche in queste zone si verificarono notevoli scontri tra le opposte fazioni dei guelfi e dei ghibellini, che alternarono il possesso del castello di Grignano, località in cui era posta la fortificazione. Le numerose lotte segnarono gli abitanti, sottoposti successivamente ad ulteriori scontri tra le truppe del Ducato Di Milano e quelle della Repubblica Di Venezia . Furono queste ultime a prevalere, annettendo nella Serenissima il territorio comunale nel 1423.
Tuttavia la pace e la tranquillità non potevano essere considerate acquisite, poiché nel 1483 il Duca di Calabria, alleato con il Duca di Milano, attaccò il paese con il proprio esercito e lo rase completamente al suolo. Si trattò di una tremenda punizione per la popolazione, duramente provata da secoli di guerre ma anche di numerose ondate di carestie e di epidemie di peste, che avevano notevolmente ridotto il numero degli abitanti.
Successivamente la situazione si stabilizzò, con i Veneziani che comandarono fino al termine del XVIII secolo. A questi subentrarono gli austriaci, che mantennero il possesso della zona fino all'annessione nel Regno D’Italia . Alla Spedizione Dei Mille , evento che sancì l'unificazione, contribuì anche Brembate con due propri abitanti: uno morì nei pressi di Napoli nella Battaglia Del Volturno , l'altro, Vittore Tasca fu un importante personaggio dell'epoca che ricoprì il ruolo di parlamentare per più mandati.
Gli anni successivi videro il paese trasformarsi da piccolo centro rurale ad importante centro industriale, anche a causa della vicinanza con il centro Crespi d’Adda , posto ai margini dei confini comunali.
Soltanto nel 1928 il comune assunse le attuali dimensioni, quando vennero accorpati i comuni di Brembate di Sotto e Grignano nel nuovo comune di Brembate.