As terras ocupadas pelo município de Palmeira dos Índios constituíam primitivamente um aldeamento dos índios Xucurus, que aí se estabeleceram em meados do século XVII. Tinham esses indígenas o seu hábitat cercado de esbeltas palmeiras, bem próximo ao pé da serra onde hoje se ergue a cidade de Palmeira dos Índios. O nome do município veio, pois, em conseqüência dos seus primeiros habitantes e do fato da abundância de palmeiras que havia em seus campos. Os gentios formaram seu aldeamento entre um brejo chamado Cafurna e a serra da Boa Vista.
A data certa da criação da freguesia não é conhecida. Segundo Espíndola, é 1798. Outros datam de 1789 , parecendo, talvez, troca dos dois últimos algarismos.. A vila de Palmeira dos Índios foi criada pela resolução nº 10, de 10 abril de 1835, desmembrada da vila de Atalaia. Sua instalação tornou-se válida depois da Resolução nº 27, de 12 de março de 1838. Foi suprimida pela Lei nº 43, de 23 de junho de 1853, elevada a categoria de cidade pela Lei nº 1113, de 20 de agosto de 1889. Seu termo fazia parte, desde a criação, da comarca de Atalaia, passando, em 1838, para a de Anadia.
Palmeira dos Índios perdeu os distritos de Igaci (1957, juntamente com Arapiraca (que também cedeu parte de seu território para a formação do novo município), Cacimbinhas (1958), Minador do Negrão (1962) e Estrela de Alagoas (1991), elevados a categoria de municípios. Segundo a atual divisão administrativa do Estado, o município é formado por 3 distritos: sede, Caldeirões de Cima e Canafístula.
Conhecida como a "Princesa do Sertão", Palmeira dos Índios tem também sua origem ligada à lenda do casal de índios Tilixi e Tixiliá. Conta-se que, há 200 anos atrás, Tixiliá estava prometida ao cacique Etafé, mas era apaixonada pelo primo Tilixi. Um beijo proibido condenou Tilixi à morte por inanição. Ao visitar o amado, Tixiliá foi atingida por uma flecha mortal de Etafé, morrendo ao lado de Tilixi. No local, nasceu a palmeira, que simbolizava o amor intenso do casal.