La fundació del poble data de l'any 1286 i és obra de la Cartoixa d'Escaladei. La seva història va lligada estretament a la del Monestir. Probablement, els primers pobladors foren famílies vingudes del poble veí de Montalt, quan els monjos oferien terres a tots els qui voluntàriament abandonessin el lloc.

Sobre la fundació del poble hi ha una llegenda que l'atribueix a dos germans anomenats Vilella, que fundaren simultàniament la Vilella Alta i la Vilella Baixa. Aquesta llegenda no té massa fonament històric, ja que segons sembla la Vilella Baixa té un origen molt més antic.

El priorat del Monestir exercia la jurisdicció completa sobre la població de la Vilella Alta, hi cobrava els delmes i les primícies. Jaume II en donà el domini directe i el mer imperi als comtes de Prades.

Al llarg del segle XVII, surt anomenada indistintament Vilella d'Amunt i Vilella de Dalt. A finals de segle abunda el de La Vilella Alta, que s'imposa definitivament a començament del segle XVIII.

L'any 1716 tenia ja església pròpia i durant la primera guerra carlina es convertí en fortí. Una nit fou ocupada pels carlins i a la matinada van matar la guarnició liberal. Segurament,  aquest fet va influir als veïns a tancar el poble amb un mur amb portal i espitlleres.

El 1926 es creà al poble una cooperativa de consum i des d'aleshores l'associació seria el centre de totes les activitats culturals i recreatives del poble. La creació d'aquesta societat fou el resultat de la fusió de les dues existents fins al moment, la Veritat i la Aliança. Encara avui, en la toponímia popular de les cases del poble es conserven noms com el Teatro, que evoquen el passat cultural de la vila.