So ließen sich schon in der frühesten Besiedlungsperiode jungsteinzeitliche Bandkeramiker aus dem ungarischen Donaubecken und Schnurkeramiker aus dem Thüringer Raum in der Groß-Bieberauer Gemarkung nieder. Zahlreichen Bodenfunde, die Hügelgräber in den Wäldern und die Altstraßen an den Wasserscheiden der Höhen berichten von der ununterbrochenen Abfolge menschlicher Besiedelung in urgeschichtlicher Zeit.

Die frühgeschichtliche Zeit bestimmten die Römer, die Alemannen und die Franken. Sie kamen als Eroberer und lösten einander ab. An die Römer erinnern die im Boden verborgenen Reste der Gutshöfe römischer Siedler, von denen einer im Kerngebiet Groß-Bieberaus - im Gelände der Brauerei Schönberger - lag. Gering sind dagegen die Funde alemannischen Ursprungs, denn sie beschränken sich bis jetzt auf die Heuneburg, die auch noch in dieser Epoche als Fluchtburg für die Bewohner der Umgebung gedient haben wird.

Anders ist es dagegen wieder in der Zeit des fränkischen Landesausbaues, dem ebenfalls ein Gutshof an der Stelle des römerzeitlichen diente. Seine Bedeutung ist daraus zu erkennen, dass er sich in dem Winkel zweier Altstraßen auf den benachbarten Höhenzügen befand, die beide die Oberrheinische Tiefebene und die Rhein-Main Ebene verbanden und sich in Reinheim vereinigten. In der Regierungszeit Karls des Großen fällt dann auch die erste bekannte urkundliche Erwähnung von „Biberaha“ am 2. September 787.

Den weiteren Ausbau der Siedlung brachte das Mittelalter. Höhepunkt der Entwicklung in diesem Zeitabschnitt war die Verleihung von Freiheiten und Gerechtsamen, wie sie die Stadt Oppenheim besaß, durch Kaiser Heinrich VII., an den Grafen Dieter VI. von Katzenelnbogen für seine Burg Lichtenberg und „das darunter liegende Dorf Bibera“, wie man noch jetzt in der Umgangssprache sagt. Außerdem erhielt Groß-Bieberau nach der Urkunde vom 19. Juli 1312 das Recht, jeden Dienstag einen Wochenmarkt abzuhalten. Damit wurde es zu einem sogenannten Nahmarktort, der die wirtschaftliche Ergänzung der mittelalterlichen Burg Lichtenberg darstellte, die schon früh zum territorialischen Mittelpunkt er Landschaft und zu ihrem zweiten Wahrzeichen geworden war. Dem Wochenmarkt folgten allmählich vier Jahrmärkte, die im Laufe der Jahre zu Ferkelmärkten zurückgingen, die erst in jüngster Zeit eingestellt wurden. Die Bezeichnung „Marktflecken“ Groß-Bieberau auf den Ortsschildern bestand demnach zu Recht.
Schließlich gestattete die Urkunde von 1312 den Grafen Katzenelnbogen, zwölf Juden als „Gäste“ aufzunehmen, die ihnen ein hohes „Schutzgeld“ bezahlen mussten. Die bildeten den Grundstock einer sehr zahlreichen jüdischen Einwohnerschaft. Mit allen diesen Rechten erhob der Kaiser Groß-Bieberau, in Verbindung mit der Burg Lichtenberg, in den Rang einer „Minderstadt“ wie die moderne Stadtgeschichtsforschung es ausdrückt, weil z.B. die Bezeichnung „Stadt“ und das Befestigungsrecht in der Verleihungsurkunde fehlten.

Aber nicht immer verlief das Leben friedlich. Die Siedlung mit diesen beschränkten Stadtrechten geriet in den Sog der kleinen und der großen Politik und damit in kriegerische Verwicklungen. So wissen wir von Brandschatzungen 1422 und 1518, der Teilnahme am Bauernkrieg 1525 und den besonders schweren Notzeiten des 30-jährigen Krieges, die der damalige Pfarrer Joh. Daniel Minck in seiner Chronik eindrucksvoll schildert.

Danach entwickelte sich Groß-Bieberau zu einem wohlhabenden Bauerndorf mit zahlreichen stattlichen Hofreiten. Neben den damit verbundenen Handwerkszweigen entstanden vor allem Drehereien, die zur Grundlage der heutigen Industrie wurden. Mit diesem Hintergrund kam es 1900 zur Gründung einer „höheren Bürgerschule“, die über eine Realschule, ein Realgymnasium, zu einem Gymnasium wurde, das schließlich mit der Hauptschule und einer jüngeren Realschule zu einer schulformbezogenen Gesamtschule vereinigt worden ist, die sich zum schulischen Mittelpunkt für das obere Gersprenztal und das Fischbachtal entwickelte.

Das Bild der Stadt, diese Bezeichnung erhielt Groß-Bieberau 1962, wird neben den Fachwerkbauten vergangener Jahrhunderte, vor allem von der 1730 erbauten evangelischen Pfarrkirche bestimmt, die wohl auf eine dem heiligen Michael geweihte Kapelle aus fränkischer Zeit zurückgeht, an deren Stelle später ein mittelalterlicher Kirchenbau trat, dessen Reste noch im Turm erhalten sind. Daneben entstand 1957, nach dem Zugzug zahlreichen Heimatvertriebener, ein katholisches Gotteshaus. Bemerkenswerte Bauten stellen außerdem dar: Das Gefallenendenkmal für die beiden Weltkriege auf einem Vorsprung des Haslochberges, die 1950/52 erbaute Grundschule, das Feuerwehrhaus von 1954, das 1979 zu einem Feuerwehrstützpunkt erweitert und 1997 aufgestockt wurde, die Friedhofshalle von 1961, die 1967 fertiggestellte Gesamtschule, der 1972 eingeweihte neue Kindergarten der evangelischen Gemeinde und die 1994 fertiggestellte Kindertagesstätte der Stadt.

Seit dem 1. Januar 1972 ist mit Groß-Bieberau das ebenfalls auf eine lange Geschichte zurückblickende Dorf Rodau vereinigt, in dessen unmittelbarer Nähe das sogenannte Hofgut Rodau liegt, ein früherer zum Schloß Lichtenberg gehörender Burgmannensitz.
Eine komunalpolitische Besonderheit stellt sich mit dem 38 Einwohner zählenden Weiler Hippelsbach dar. Trotz der Gebietsreform im 1972 hat man 3 Haushalte mit insgesamt 9 Einwohner der Gemeinde Brensbach und 19 Haushalte der Stadt Groß-Bieberau zugeordnet. Eine sicherlich politische Kuriosität, die das Verwalten der insgesamt 22 Haushalte schwierig macht.
Das Groß-Bieberauer Bürgerzentrum wurde im August 1993 nach 24-monatiger Bauzeit eröffnet, und bietet Jung und Alt vielerlei Möglichkeiten, sich vielseitig sportlich und kulturell zu betätigen. Das Bürgerzentrum hat sich zum Mittelpunkt lebendigen Gemeindelebens entwickelt. 1998 eröffnete das langgeplante Jugendcafé in den Räumen der „Alten Schule“ im Bürgerzentrum. Es steht unter jugendlicher Aufsicht, die von der Stadt eingesetzt ist.