Nejstarší informace o Talamone hovoří o starověkém etruském jádru Tlamu, které stálo poblíž kopce Talamonaccio. Z tohoto období pochází chrám v Talamonacciu (4. stol. př. n. l.), z něhož se dodnes zachovaly zbytky základů a nádherný talamonský fronton představující mýtus "Sedm s Thébami" (dílo Aischyla 467 př. n. l.).V roce 225 př. n. l. se u Talamone, přesněji u Poggio Ospedaletto, odehrála bitva mezi Římany a Galy. Galové byli tvořeni aliancí různých národů v čele s králi Concolitanem a Aneroestem a jejich cílem bylo spojit se s kartaginskými vojsky a táhnout na Řím. Obě vojska se však nesetkala, protože Římané pod velením Gaia Atilia Regula a Lucia Aemilia Papula Galy rozdrtili v bitvě u Talamone, kde přišli o život i král Aneroestus a konzul Gaius Atilius Regulus. Talamone je později připomínáno v souvislosti s pomocí, kterou poskytl Mariovi, když se vrátil z afrického exilu, aby zorganizoval armádu a vytáhl proti Sullovi. Pomoc, za kterou Talamone draze zaplatilo, neboť po neúspěšném Mariově pokusu obrátila Sullova vojska svou zuřivost proti těm, kdo jeho soupeři pomohli, a Talamone s obyvateli bylo v roce 82 př. n. l. zcela zničeno.Po mnoho let poté není v historických pramenech po Talamone ani stopy. Je třeba počkat až do doby kolem roku 1000, kdy jeho přístav získalo opatství San Salvatore a následně přešel pod kontrolu Aldobrandeschiů ze Santa Fiora. V tomto období byla na obranu přístavu postavena pevnost. V roce 1303 udělili Aldobrandeschiové Sienské republice řadu práv na přístav výměnou za rozšíření Roccy. V letech 1356-1364 zažilo Talamone krátkodobou chvíli prosperity; stalo se totiž obchodním přístavem Florencie a podle smlouvy mezi Sienou a Florencií se republika zavázala dát přístav k dispozici florentským obchodníkům a starat se o údržbu cesty, která vedla přes Paganico do Sieny a Florencie, a dohlížet na to, aby podél cesty byly hotely a přestupy pro koně. Později, po sblížení Florencie a Pisy, Talamone ztratilo na významu.Dne 3. června 1367 se papež Urban V. (200. papež katolické církve) zastavil se svými loděmi (23 galér) v Talamone na zpáteční cestě do Říma po Avignonském období. Papežský stolec se do Říma vrátil po 58 letech, i když to nebyl návrat konečný, protože nová povstání donutila papeže vrátit se v roce 1370 do Avignonu. Avignonské zajetí definitivně skončilo až v roce 1377.V letech 1410-1414 se Talamone stalo panstvím neapolského krále Ladislava z Durazza a v roce 1526 jej dobyl Andrea Doria.V historii Talamone nelze nezmínit admirála Bartolomea Perettiho (1504-1544). Žil v době, kdy bylo Tyrhénské moře zamořeno barbarskými piráty, a hrál vedoucí úlohu při obraně Talamone a celého křesťanstva, přičemž zašel tak daleko, že pronásledoval a porazil Maury i v jejich nejobávanějších pevnostech. Svými korzárskými nepřáteli byl tak nenáviděn, že po jeho smrti, při dalším nájezdu na Talamone, prohledali muži Chajra ad-dína Barbarossy jeho hrobku a pobouřili ostatky jeho těla.V roce 1548 byl Pietro Cataneo pověřen Sienskou republikou, aby obnovil opevnění Talamone a odolal tak pirátským nájezdům, ale v roce 1557 bylo území postoupeno Španělskem Cosimovi I. dei Medici a Talamone se stalo součástí státu Presidi. V roce 1802 přešlo pod správu Etrurijského království. V roce 1815 se Vídeňskou smlouvou stalo součástí Toskánského velkovévodství. V roce 1860 bylo připojeno k Italskému království. V roce 1860 se v Talamone zastavil také Garibaldi během Expedice tisíců, aby se zásobil vodou a zbraněmi.
