Historisch ist der Stadtteil Bad Neuenahr aus den drei Dörfern Beul (südlich der Ahr), Hemmessen und Wadenheim (beide nördlich der Ahr) erwachsen. Wadenheim findet erstmals im Jahre 992, Hemessen im Jahre 1106 und Beul im Jahre 1374 Erwähnung. Um 1225 wurde die Burg und die Grafschaft Neuenahr (Newenare) durch die Grafen von Are-Nürburg errichtet. Die Grafschaft Neuenahr umfasste neben dem heutigen Stadtteil den Stadtteil Ramersbach. 1343 erhielten die Herzöge von Jülich die Grafschaft Neuenahr als Lehen. Mit dem Tod des Grafen Wilhelm von Neuenahr starb 1352 das Geschlecht in der männlichen Linie aus, weshalb es in der Folge zu schweren Erbstreitigkeiten kam. 20 Jahre später griff der Kölner Erzbischof Friedrich III. von Saarwerden in den Streit ein. Die Burg Neuenahr wurde zerstört und Kurköln, das bereits das benachbarte Ahrweiler besaß, wurde zum Mitbesitzer der Grafschaft Neuenahr. Das Herzogtum Jülich eroberte die Grafschaft Neuenahr 1546 zurück und fügte selbige als Amt Neuenahr in das eigene Territorium ein. Das Amt Neuenahr fiel 1685 gemeinsam mit der gesamten Herrschaft Jülich-Berg an die Kurpfalz. 1794 wurde das linke Rheinufer durch die französische Armee besetzt. Im Jahr 1798 ging das Amt Neuenahr im Département de Rhin-et-Moselle im Arrondissement Bonn auf, nachdem alle linksrheinischen Gebiete zu französischem Staatsgebiet erklärt worden sind. Nach dem Ende der napoleonischen Herrschaft und durch Beschluss des Wiener Kongresses wurde Neuenahr 1815 ein Teil der preußischen Rheinprovinz innerhalb des neuen Kreises Ahrweiler im Regierungsbezirk Koblenz.
Der Ahrweiler Winzer Georg Kreuzberg entdeckte 1852 in Wadenheim den Apollinarisbrunnen. 1856 wurden im Dorf Heilquellen erschlossen und 1858 das Heilbad eröffnet. Die Fusion der drei Dörfer zur Gemeinde Neuenahr erfolgte 1875. Eine Bahnanbindung Neuenahrs gab es ab 1880 mit der Ahrtalbahn, die damals zwischen Remagen und Ahrweiler verkehrte. Im Zeitraum von 1899 bis 1901 wurde das Thermal-Badehaus erbaut. 1927 wurde der Heilcharakter der Quellen staatlich anerkannt, woraufhin aus Neuenahr Bad Neuenahr wurde. Mit der Gründung des Landes Rheinland-Pfalz 1946 wurde Bad Neuenahr Sitz des gleichnamigen Amtes, das neben Bad Neuenahr die heutigen Stadtteile Ehlingen, Gimmigen, Green, Heimersheim, Heppingen, Kirchdaun und Lohrsdorf verwaltete. 1951 wurden Bad Neuenahr die Stadtrechte verliehen. Der Zusammenschluss von Bad Neuenahr und Ahrweiler zu einer Stadt erfolgte am 7. Juli 1969, jedoch sind bis auf den heutigen Tag zwei voneinander getrennte städtische Identitäten mental in der Bevölkerung festzustellen. Im Zeitraum zwischen 1991 und 1993 wurden südlich der Ahr die Ahrthermen gebaut.