Lébény és környéke már az időszámításunk előtti 5. évezredtől folyamatosan lakott hely volt a régészeti leletek tanúsága szerint. A római korban Ad Flexum (Magyaróvár) és Arrabona (Győr) között félúton, a Lébényhez tartozó Barátföldpuszta helyén megépült és két évszázadon át látta el a határ védelmét a Quadrata nevű római katonai erőd. Az erőd mellett kis település állt. Később különböző betelepülők, hunok, gótok, longobárdok, majd az avarok, frankok és a szlávok érkeztek.
Feltételezések szerint a falu elnevezése is tőlük származó személynév. Ezt az avar és szláv népességet találták itt honfoglaló őseink – Lél (Lehel) törzsének népe.
Később a Győr nemzetséghez tartozó Poth és utódai – Poth és Chepán – lettek a térség birtokosai, ők alapították a lébényi apátságot. A helyi hagyomány szerint az apátság 1206-ban épült, létezését egy 1208-ban keletkezett oklevél is igazolja, melyben II. András (1205–1235)-összeíratta a lébényi kolostor birtokait, számba vette szolgálónépeit, s az apátságot megerősítette birtokaiban. Mátyás király III. Frigyes német császárral vívott háborúi, majd a török hadjáratok miatt sokat szenvedtek a mosoni falvak. 1529-ben a Bécs alól sikertelenül visszatérő török hadak kifosztották Lébényt, feldúlták és lerombolták a templom egy részét. A bencés szerzetesek ekkor menekültek a nagyobb biztonságot ígérő Szent Márton hegyére.A részben elpusztult lakosság helyére németek és horvátok is betelepültek.
Az 1517-ben kezdődött lutheri reformáció gyorsan terjedt és az 1550-es évekre Magyarország lakosságának mintegy kétharmada önként az evangélikus vallásra tért át. Ez Lébényben is hasonlóan történt, így az evangélikusok kapták meg a Szent Margit plébániatemplomot amely egykoron a főtér keleti oldalán állt. A római katolikusok a Szent Jakab templomba jártak, a temetőt viszont közösen használták. 1663-ban az ellenreformáció idején a templomot elvették az evangélikusoktól, a lelkészt és a tanítót sem tarthatták meg. 120 évig a mintegy 30 km-re levő Tétre jártak istentiszteletre. Templomot csak a Türelmi Rendelet után 1795-ben építhettek a jelenleg is látható barokkos stílusú oltárral.
1631-ben Baksai István lébényi apát a jezsuita rendre hagyja a lébényi apátságot. Jó gazdaként a jezsuiták fel is újítják a romos templomot. 1683-ban Kara Musztafa bécsi hadjárata után a csalódottan visszaözönlő török sereg ismét a mosoni falvakat fosztja ki.
XIV. Kelemen pápa 1773 júliusában feloszlatta a jezsuita rendet, a birtokát vesztett lébényi apátság ezután már csak címzetes apátságként volt adományozható. Ettől kezdve a Szent Jakab-templom is gazdátlanná vált, gyakorlatilag nem használták, a falu katolikus plébániatemplomaként a Szent Margit-templom szolgált. 1841-ben tűzvész pusztított a faluban, nagy károkat szenvedett a település. Három évvel később a Sina család vásárolja meg a lébényszentmiklósi uradalmat. 1862–64 között Dingráff Gáspár plébános kezdeményezésére és a Sina család anyagi támogatásával felújítják a Szent Jakab-templom belső terét. 1872 és 79 között végzik el a külső restaurálást, ekkor nyeri el a templom mai formáját.
A két világháború Lébényt sem kímélte, azok komoly anyagi és emberáldozatokat követeltek. Az 1929-32-es gazdasági világválság hanyatlásra ítélte a települést, de az 1945-ös földreform hatására végre tartós fellendülés kezdődhetett. 1973-ban Lébény és Mosonszentmiklós községeket Lébénymiklós néven összevonták. A két falu 1989-ben nyerte vissza önállóságát.
Lébényt – amely 1832-től 1872-ig mezőváros volt, majd 1979-től nagyközségi jogállást kapott – a köztársasági elnök 2013\. július 15-ei hatállyal várossá nyilvánította.
2011-2013-ban Európai Uniós támogatásból a győri egyházmegye felújíttatta a Szent Jakab templomot, a régi plébánia épületét pedig turisztikai fogadóközponttá alakíttatta át. Lébény történetéről részletesebben olvashat a Lébény könyve című gyűjteményben.
