اسنادی دربارهٔ مهاجرت دسته‌ای از قوم یهود در زمان کوروش بزرگ به خوانسار و سرگذشت آنان وجود دارد که هم‌اکنون در شهر همدان نگهداری می‌شوند. این اسناد نشان‌دهندهٔ قدمت تاریخی خوانسار هستند. یهودیان مهاجر در محلهٔ جهودا (جیدا) زندگی می‌کردند و پیش از انقلاب ۱۳۵۷ ایران این شهر را ترک کردند.
تاریخچه این شهر به پیش از اسلام می‌رسد، از جمله آثاری که این قدمت را نشان می‌دهد وجود آتشکده‌ای به نام تیر، همچنین معبدی به نام هیکل واقع در کوه تیر در حوالی روستای تیدجان و در نهایت سنگ قبری که حاوی اطلاعاتی به خط پهلوی بوده و در روستای قودجان پیدا شده‌است.
بنابر بعضی نوشته‌ها قدمت این شهر به زمان اسکندر می‌رسد، اعتقاد بر این است که اسکندر هنگام رفتن به اصفهان از این محل گذشته‌است و یکی از میدان‌های جنگ اسکندر و داریوش سوم در منطقه‌ای بین خوانسار، کهرود و اصفهان بوده‌است که داریوش در این جنگ شکست خورده‌است.
در زمان حمله افغان‌ها به ایران اشرف افغان با سپاهی قصد تصرف این شهر را داشته که پس از مواجه با مقاومت مردم، محاصره شکست خورده و ایشان منصرف می‌شود.
خوانسار پس از اسلام، در قلمرو حکومت امویان، عباسیان، طاهریان، صفاریان، دیلمیان، سلجوقیان و خوارزمشاهیان قرار داشته‌است. در اوایل سده ۷ ه.ق مغولان این ناحیه را گشودند و خرابی‌های بسیار به بار آوردند. پس از آن‌ها تیمورلنگ به مرکز ایران، از جمله خوانسار تاخت و چپاول و کشتار زیادی کرد. خوانسار، در دوران صفوی از مراکز مهم علم، ادب و صنعت بوده‌است.
به علت توجه خاص پادشاهان صفوی به این شهر، هنرهای دستی و کارگاهی در این شهر رونق یافت؛ کارگاه هایی نظیر کارگاه روغن‌کشی، چیت بافی، کوزه‌گری، پشم‌زنی، قالی‌بافی، قاشق تراشی و گیوه‌دوزی شهرت یافت همچنین احداث مدرسه مریم بیگم صفوی از سوی همسر شاه تهماسب موجب پیشرفت فرهنگی خوانسار گشت.
از جمله وقایع دیگر کوچ اجباری تعداد از عرب‌های خراسان به امر نادر شاه از خراسان به قسمتی از این شهر بوده‌است که هم‌اکنون به دهستان عربستان (کوهسار) معروف است، این منطقه هم‌اکنون در شرق خوانسار واقع شده‌است.
الله‌وردی خان پس از تصرف اصفهان به دست افاغنه ده هزار نفر نیروی سپاه خود را در خوانسار به مدت ۹ ماه نگاه داشت.
در عهد صفویه و در حمله افاغنه به اصفهان و سپس خوانسار، مردم خوانسار با لشکر افاغنه توافق کردند که وارد شهر نشوند و در مقابل تمام کتاب‌ها و نسخه‌های علمی که همراه آنان بود را در ازای پرداخت ارزاق به آن‌ها بگیرند. یکی از این کتب ارزشمند، قرآنی خطی بود که به قرآن پاسنگی معروف شده بود.
در دوران قاجار خوانسار مورد توجه قرار داشته‌است و بعضاً حاکمانی که سابقه وزارت هم داشتند به حکومت خوانسار منصوب شده‌اند
تاریخچه نام خوانسار
تقریبا تمامی محققانی که به تاریخ خوانسار پرداخته اند ، این اسم را به معنای چشمه سار دانسته اند .زیرا خان ،خانی یا کانی در گویش های مختلف ایرانی به معنای چشمه بوده که این امر با وجود چشمه های متعدد در شهر مطابقت دارد . محمودی بختیاری می نویسد خوانسار از چشمه سارهای متعددی تشکیل شده که حیات و ممات شهر بستگی بدان ها دارد.
کلمه خوانسار را به چند طریق نگارش و تلفظ می کنند از جمله : خانسار، خانیسار، خونسار ، خوانسار، و خوسار . کلمه خانسار از دوبخش خان و سار تشکیل شده است . واژه خان به معنی چشمه است .واژه خان معانی مختلفی داشته و منظور از خان در کلمه خانسار ، معنای چشمه و حوض است، وسار پسوندی است به معنای کسرت و انبوهی و بسیاری و فراوانی چیزی است .
خوانسار ،خونسار ، خوسار و خانیسار اسامی مختلفی است که حداقل از قرون ۷-۸ ه.ق وپس از آن ، به این شهر اطلاق شده است.
اگرچه در متون تاریخی و منابع جغرافیایی قرون اولیه اسلامی به اسم خوانسار اشاره ای نشده ، اما شواهد باستان شناسان ثابت می نماید که از دوره ساسانی (۲۲۴تا ۶۵۱ میلادی )به بعد استقرار گاهی در موضع خوانسار وجود داشته است که در حال حاضر در جانب جنوبی بافت تاریخی شهر قرار دارد. شاهد دیگر مقبره امام زاده شاه زاده احمد یکی از نوادگان امام علی النقی (ع) است که در قرن سوم و چهارم هجری حیات داشته است .
قدیمی ترین منبعی که نام خوانسار درآن آمده ،کتاب محاسن اصفهان مکتوب در قرن پنجم هجری است.