Chalamera tiene sus raíces en la Edad del Bronce, con varias teorías sobre el origen de su nombre. Se encontraron restos arqueológicos que abarcan poblados antiguos, como ilergetes, íberos y cartagineses. Tozal Redondo reveló herramientas de sílex, utensilios y monedas ibéricas. La primera mención escrita data de 1089, cuando el rey Sancho Ramírez otorgó iglesias al obispo de Roda, incluyendo Santiago, Santa María y más tarde San Martín.

Chalamera fue perdida y recuperada varias veces debido a su ubicación cerca de la frontera musulmana en el siglo XII. Los templarios, establecidos en Chalamera, reconstruyeron el castillo y la ermita actual. La resistencia templaria al asedio culminó en la destrucción del castillo. Tras la desaparición de la Orden del Temple, la encomienda pasó a la Orden del Hospital en 1308.

En el siglo XX, Chalamera evitó la construcción de centrales nucleares debido a las protestas locales y apoyo de Aragón. La iglesia de San Martín presenta una arquitectura rectangular, mientras que la ermita de Santa María es románica con una planta de cruz latina y ábsides decorados. La Plaza de Ramón J. Sender conmemora al autor. Las trincheras de la Guerra Civil están ubicadas en una ladera, y los restos del Castillo de Chalamera se hallan en un cerro al noroeste. El Mirador El Tozal ofrece vistas panorámicas, y el Embarcadero Municipal permite la práctica de deportes acuáticos en el río Alcanadre. El Parque «La Pardina» con juegos infantiles se encuentra en la entrada sur.