Der Ortsname leitet sich vermutlich von „Baldinga“ ab, was etwa „bei den Leuten des Baldo“ bedeutet. Die erste urkundliche Erwähnung des Orts stammt aus dem Jahr 762. Als alemannische Sippensiedlung ist der Ort aber wohl schon im 3. bis 5. Jahrhundert entstanden. Seit 1415 gehörte Bahlingen zur Markgrafschaft Baden und wurde somit in der Reformation protestantisch. Im Dreißigjährigen Krieg und noch einmal in den Kriegen Ludwigs XIV. wurde der Ort fast völlig zerstört. Die beiden Weltkriege überstand der Ort weitgehend unbeschädigt.

Zwischen 1770 und 1776 war Bahlingen neben Teningen und Dietlingen eines der Musterdörfer in der Markgrafschaft Baden, in dem das ökonomische System des Physiokratismus eingeführt wurde. Es war der weltweit einzig bekannte Versuch einer praktischen Erprobung dieser Wirtschaftstheorie, zu dessen Anhängern in Deutschland der Nationalökonom Johann August Schlettwein gehörte, der Markgraf Karl Friedrich von diesem System überzeugt haben soll. Die zentrale These des Physiokratismus, der in Frankreich entworfen wurde, lautet, dass die Landwirtschaft die einzige Quelle des Reichtums sei und die Wertschöpfung nur in diesem Wirtschaftssektor erfolge. In Dietlingen begann der Versuch 1770 und wurde nach einer Modifikation (1795) im Jahre 1801 definitiv abgebrochen. In Bahlingen und Teningen begann der Versuch, bei dem unter anderem die sogenannte „Einsteuer“ (impôt unique) eingeführt wurde, 1771 und wurde bereits 1776 wieder beendet.

Am 1. September 1996 erhielt die Gemeinde offiziell den Zusatz "am Kaiserstuhl".