Plombières est une cité thermale marquée par 2000 ans d’histoire. Elle fut, dès le Ve siècle av. J.-C., le lieu d’un habitat celte. Ce sont les Romains qui, lors de la conquête des Gaules, y découvrirent des sources d’eaux chaudes et fondèrent la station. Les légions du lieutenant de César, Labienus, qui se dirigeaient vers le nord via l’actuelle Franche-Comté, en -51, se sont arrêtées à proximité de Plombières. La légende raconte qu’un soldat, à la recherche de son chien, le découvrit tout fumant de vapeurs d’eau chaude. Les Romains se sont ainsi intéressés à découvrir les dites sources chaudes et sont descendus dans la vallée afin d’y entreprendre de gigantesques travaux semblant être à la base de la technique de captage et du transport des eaux thermales. Afin de capter les sources,  ils détournèrent la rivière l’Augronne et jetèrent sur les zones d’émergence des sources un immense « radier » de béton dans lequel ils aménagèrent des sortes de puits (cheminées) pour faire remonter l’eau dans la piscine.

Les Romains édifièrent ensuite leurs constructions balnéaires afin de profiter pleinement des bienfaits du thermalisme. Ils y installèrent une piscine d’eau thermale chaude pour les soldats romains, des blessés de guerre venus des limes sur le Rhin. La station fut malmenée lors des invasions barbares, mais renaît à partir du Moyen Âge.
Le duc Ferry III y fait ériger une forteresse (on situe l’achèvement partiel des travaux en 1292) sur des terres appartenant à l’abbaye de Remiremont, ce qui lui vaut une menace d’excommunication. Le château était bâti sur la rive gauche de l’Augronne afin de protéger les « baigneurs contre les méchantes gens ». Il a été détruit peut-être au cours de l’incendie qui détruisit Plombières en 1293.

Au fil des siècles, d’illustres curistes vont s’y succéder : les ducs de Lorraine, bien sûr et leurs cousins les ducs de Guise mais aussi Montaigne, Louis XV de France et sa famille, Voltaire, Beaumarchais (la première de son célèbre « Mariage de Figaro » eut lieu à Plombières, il y était le propriétaire de la papeterie entre 1780 et 1788), Napoléon Bonaparte, Joséphine de Beauharnais, Napoléon III, Berlioz, Lamartine ou encore Alfred de Musset et même le peintre espagnol Goya.
Une stèle est érigée en souvenir de l’ingénieur américain Robert Fulton qui, en 1802, est venu présenter à l’épouse du premier consul, la maquette de son bateau à vapeur. L’expérience eut lieu sur un bras de l’Augronne, près de l’actuelle rue Fulton, et l’invention devait révolutionner l’art de la navigation.
Le 21 juillet 1858 eut lieu dans le « pavillon des princes » (actuels bureaux de l’administration de la Société thermale) l’entrevue secrète entre l’empereur Napoléon III et le comte de Cavour, premier ministre sardo-piémontais, aboutissant au traité de Plombières. Cet accord prévoit qu’en l’échange de l’appui militaire français au Piémont-Sardaigne dans sa guerre contre l’Autriche, la France sera indemnisée par l’annexion de la Savoie et de Nice.
En juin 2016, la commune représente la nouvelle région Grand Est dans l’émission Le Village préféré des Français de France 2. 
  Plombières-les-Bains est une charmante ville thermale, au patrimoine historique incomparable, où le temps semble s’être replié sur lui-même pour offrir à l’hôte stressé, repos et bien-être  
Spécialité culinaire 

Le Pâté de truite des Abbesses : Mets original et raffiné qui se présente sous la forme d’une tourte fourrée avec des filets de truites marinés dans du vin blanc et des herbes. Se déguste chaud, en entrée ou en plat principal…

La Nonnette de Remiremont : Petit gâteau au pain d’épices légèrement bombé et glacé, très prisé dans les salonsparisiens du siècle dernier.

La Loriquette de Remiremont : Gâteau sucré en forme d’étoile à 3 branches, à base de poudre d’amande et d’oranges confites.

L’andouille du Val-d’Ajol : Charcuterie traditionnelle de marque déposée depuis 1984. D’une trentaine de centimètres de longueur et de 6 à 8 centimètres de diamètres de couleur brune, elle est composée de 60% de viande de porc et 40% d’estomac et de gros intestin auquel on ajoute de l’échalote hachée puis elle est marinée au vin blanc, savamment épicée, mise ensuite en boyaux et enfin fumée « à la bûche » au bois de hêtre.

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