Aunque no se conocen asentamientos prehistóricos documentados, se presume la posibilidad de hallazgos antiguos en el término de Villanueva del Pardillo, si bien no se han realizado excavaciones arqueológicas sistemáticas que lo confirmen. Algunos medievalistas han detectado indicios de una alquería tardomedieval, lo que sugiere una ocupación anterior aún por estudiar.

Del Siglo XI no se conservan documentos específicos de este siglo, pero por su situación geográfica es probable que la zona quedara integrada en los primeros repartos cristianos tras la Reconquista, como parte del territorio conocido como el Real del Manzanares.

Durante el Siglo XII se consolidan las rutas de pastores y trashumancia que comunicarán esta zona con los principales núcleos de la Sierra. Se afianzan los primeros vínculos administrativos con el concejo de Segovia.

En el Siglo XIII, Villanueva del Pardillo se integró plenamente en el Real del Manzanares, un señorío creado por Fernando III en 1247 y regulado jurídicamente por Alfonso X, quien consolidó su estructura administrativa. El Real pasó por distintas manos nobiliarias, provocando conflictos entre los concejos de Madrid y Segovia.

Durante l Siglo XIV, el rey Juan I concedió el dominio del Real del Manzanares en 1383 a Pedro González de Mendoza, dando así comienzo a la vinculación definitiva del territorio con la Casa de Mendoza, que se mantendría hasta el siglo XIX. Durante este tiempo, el territorio estaba bajo la jurisdicción del arzobispado de Toledo y el arciprestazgo de Canales.

Del Siglo XV se conservan las ruinas del castillo de Villafranca, dentro del término de Villanueva de la Cañada. Este castillo, aunque pequeño, destacaba por su torre del homenaje y por su posición estratégica sobre los valles del Guadarrama y el Aulencia. El núcleo de Villanueva del Pardillo seguía siendo una aldea menor dependiente de Galapagar.

En el Siglo XVI, el pueblo aparece por primera vez en documentos como El Pardillo. En 1586, contaba con 60 vecinos y era aún una aldea de Galapagar. La economía era rural, con cultivos de secano y ganadería, y el caserío estaba compuesto por casas de tapial y adobe. La parroquia, dedicada a San Lucas Evangelista, había sido recientemente reedificada. También existía la ermita de San Antón, muy celebrada por los vecinos.

Existen escasos datos documentales sobre el Siglo XVII. Sin embargo, los catastros realizados posteriormente indican que la estructura y modo de vida del pueblo apenas cambiaron respecto al siglo anterior. La economía seguía centrada en el trabajo agrícola y ganadero, bajo el patronazgo de la Casa del Infantado.

En el Siglo XVIII, en el Catastro de Ensenada de 1751, Villanueva del Pardillo aparece como una pequeña villa con 46 vecinos, incluidas viudas y jornaleros. Había 67 casas habitables, varias bodegas, una taberna, tienda de abacería y hornos particulares en las viviendas. Se carecía de hospital y panadería pública. La parroquia de San Lucas mantenía su importancia y seguía anexa al coto redondo de Villafranca del Castillo. En el censo de Floridablanca de 1789, aparece como villa del Condado del Manzanares, en el partido de Colmenar Viejo, entonces de la provincia de Guadalajara, hasta que en 1799 pasó a formar parte de la provincia de Madrid.

En el Siglo XIX, Villanueva del Pardillo seguía siendo una población modesta, sin grandes transformaciones. En 1828, el geógrafo Sebastián Miñano la describía como perteneciente a la provincia y partido de Madrid, y en lo eclesiástico al arzobispado de Toledo. En ese momento, contaba con 37 vecinos y una población aproximada de 140 habitantes. Tenía una parroquia y un pósito.

A mediados del siglo, Pascual Madoz señalaba la existencia de 80 casas de mediana construcción, entre ellas la del ayuntamiento, la cárcel y la escuela de primeras letras común a ambos sexos, dotada con 1.460 reales. La iglesia parroquial de San Lucas —a la que estaba anexo el coto redondo de Villafranca del Castillo, civilmente dependiente de Villanueva de la Cañada—, seguía siendo el principal referente religioso del pueblo. También se conservaban una ermita, el cementerio y dos fuentes de buenas aguas.

Villanueva del Pardillo quedó definitivamente integrada en la provincia de Madrid con la división territorial de Javier de Burgos en 1833, lo que puso fin a las adscripciones anteriores como el Condado del Manzanares o el Reino de Toledo, y consolidó su inclusión en el nuevo modelo provincial del Estado español.

En el Siglo XX, durante la Guerra Civil, el pueblo fue frente de batalla y quedó arrasado en un 99%. En 1940 su población se redujo a 179 habitantes. En 1942, la Dirección General de Regiones Devastadas inició un ambicioso plan de reconstrucción al otro lado de la carretera, con un trazado ortogonal y viviendas pareadas con patios. Se reconstruyó la Plaza Mayor y la Plaza de la Iglesia siguiendo los modelos típicos de la arquitectura rural de posguerra. En 1963 se incluyó en el Plan General del Área Metropolitana de Madrid, como núcleo residencial y de recreo.

Durante las primeras décadas del Siglo XXI, Villanueva del Pardillo ha experimentado un crecimiento progresivo. El Plan General de 1977 planteó un modelo de urbanismo sostenible, con protección de los márgenes de los ríos y zonas arboladas. El municipio ha consolidado su estructura urbana con tipología de vivienda unifamiliar adosada, aunque mantiene las trazas del proyecto original de Regiones Devastadas. A nivel demográfico, ha pasado de 973 habitantes en 1981 a cifras mucho mayores en la actualidad. Continúa desarrollando un modelo de expansión ordenada, con zonas industriales pequeñas y espacios naturales protegidos.