Die Stadt wurde 1637 von Fürst Carlo Tomasi di Lampedusa unter dem Namen Palma gegründet. 1863 erhielt sie als zusätzlichen Beinamen den Namen der nahegelegenen Burg Montechiaro. Giuseppe Tomasi di Lampedusa, einer der Nachfahren des Stadtgründers Carlo Tomasi di Lampedusa, beschrieb Palma di Montechiaro und seine Umgebung in seinem Roman Il Gattopardo. Das Castello Montechiaro liegt etwa zwei Kilometer südöstlich der Stadt auf einer Anhöhe und wurde im 14. Jahrhundert zum Schutz gegen Piraten erbaut. Im Ortsteil Marina di Palma, fünf Kilometer südlich der Stadt am Badestrand der Palmesi, steht der Torre di San Carlo, ein Wachtturm aus dem 17. Jahrhundert. In der Zubia-Grotte wurden Fundstücke aus frühgeschichtlicher Zeit entdeckt.