La primera notícia documental de Vilallonga data del 1174, ja que surt esmentada com una partida de terra.

L'any 1213, Pere I prometé que mai no en faria donació ni vendria, empenyoraria o infeudaria la vila. Per aquest motiu, la jurisdicció es mantingué en poder dels comtes-reis fins el 1391, any en què fou venuda a l'arquebisbe de Tarragona per Joan I.

Durant la primera meitat del s. XIV, la família Montoliu tenia drets sobre la vila, els quals foren venuts, juntament amb els del Catllar i Puigdelfí, a Pere de Requesens l'any 1344.

Curiosament, el fogatjament del 1358 indica com a senyor del lloc a Berenguer de Requesens, mentre que en els de 1365-70, s'esmenta com a senyor de la vila, Berenguer de Montoliu.

Al segle XVII, Vilallonga es troba sota el domini de la família Dalmases, un membre de la qual, en Pau Ignasi Dalmases, l'any 1710 rebé del rei-arxiduc Carles III el títol de marquès de Vilallonga.

L'any 1838 la vila fou escenari d'un terrible enfrontament entre milicians i carlistes comanats pel llarg de Copons. A conseqüència d'aquests fets moriren 133 homes, la majoria de la milícia nacional de Reus.

Fill il.lustre de la vila és el cirurgià Pere Virgili i Bellver, nat a Vilallonga el 1699 i mort a Barcelona el 1776. Fou cirurgià militar als hospitals de Tarragona, València i Cadis, on fundà el Colegio de Cirugía. El 1755 li fou concedit el privilegi de noble. A Barcelona creà també el Col.legi de Cirurgia, que dirigí fins a la seva mort.

Un altre personatge important, fill del poble, és Josep Mestres i Miquel (1868 - 1915). Metge, polític i agrònom fundà la càtedra ambulant d'agricultura. Va ser president de la Diputació de Tarragona (1913-1915), a més de formar part del primer Consell Executiu de la Mancomunitat de Catalunya i ser president del Col·legi Oficial de Metges de la província de Tarragona. També formà part del primer consell executiu de la Mancomunitat de Catalunya i fou president del Col.legi Oficial de Metges de la província de Tarragona.

Vilallonga celebra festa el dia 30 de juliol, festivitat de Sant Abdó i Sant Senén, i el dia 11 de novembre, en honor de Sant Martí. La Fira, el primer diumenge d'octubre. La festa de la Rosa, el segon diumenge de maig. La festa del Roser, el segon diumenge d'octubre. També se celebra el Carnaval.

L'edifici més notable de la població és l'església parroquial de Sant Martí, datada el segle XVII. Cal destacar la magnífica façana, que restà inacabada. Sobre la cornisa hi ha un frontó triangular sostingut per quatre columnes i dues pilastres, amb capitells corintis. Sobre la porta d'entrada es pot veure un relleu que representa  Sant Martí partint-se la capa amb un pobre.

La vila conserva també un portal que formava part de l'antiga muralla.

Dins del terme s'hi troba l'ermita de la Mare de Déu del Roser, de la qual se'n desconeix la data de construcció. Francesc Blasi Vallespinsa, en el seu llibre "Santuaris Marians …", diu que és possible que l'ermita de Vilallonga fos la primera de la Diòcesi d'aquesta titularitat. L'edifici ha sofert diverses transformacions amb el pas dels anys.

- Gran Geografia Comarcal de Catalunya.