Les premières traces de Chomelix remontes vers 927, deux rivières traverses la commune, l'Arzon et la Chamalière.
On y découvrir des vestiges de l'époque mégalithique (menhir du Monteil), celte (Fontaine de Manigraule) et gallo-romaine (milliaires des voies Bolène et du Chemin de César, ...) attestent d'une vie depuis la plus haute antiquité.
Chomelix a longtemps été un point de passage des pèlerins de Saint-Jacques-de-Compostelle en direction du Puy-en-Velay venant de l'est, pour rejoindre la via Podiensis. En attestent deux coquilles Saint-Jacques qui ornent les murs de l'église ainsi que les registres de l'hôpital.