Kamionka Wielka jest miejscowością wzmiankowaną po raz pierwszy w 1336 r., kiedy został wydany przywilej lokacyjny wsi przez Jadwigę, wdowę po królu Władysławie Łokietku. Wkrótce została fundowana parafia. Kolejne wzmianki pochodzą z 1402 r., kiedy król Władysław Jagiełło przeniósł wieś na prawo niemieckie, oraz z piętnastowiecznych kronik Jana Długosza. Już w XVI w. przy parafii funkcjonowała szkoła. Przez kilka lat w XIX w. w Kamionce mieszkał wybitny historyk Feliks Jan Szczęsny Morawski, pochowany w nieodległym Starym Sączu. Morawski napisał kilka znaczących dzieł dla ziemi sądeckiej m.in. „Sądecczyznę” wydaną w dwóch tomach, która jest unikatową monografią regionu, ponadto książki "Sądecczyzna za Jagiellonów z miasty spiskiemi i księstwem oświęcimskiem" oraz „Arianie polscy”, gdzie opisywał braci polskich na pogórzach. W drugiej połowie dziewiętnastego stulecia przez Kamionkę poprowadzono linię kolejową, funkcjonował kamieniołom, a po I wojnie światowej zbudowano dwa tartaki. Mimo tego, nie rozwiązało to problemu biedy i przeludnienia, dlatego lokalna ludność często szukała zajęcia poza wsią.
Mieszkańcy szczycą się dużym zaangażowaniem w ruch oporu w czasie II wojny światowej. W Kamionce istniała placówka Armii Krajowej, a mieszkańcy czynnie wspomagali partyzantów ukrywając ich, dostarczając zaopatrzenie i informacje. Za tą działalność 80 z nich poniosło śmierć z ręki okupanta. Po wojnie nastąpił rozwój i sukcesywna modernizacja wsi. Ciekawostką jest prężnie działające od lat międzywojennych Koło Pszczelarzy w Kamionce Wielkiej, które w 2009 r. obchodziło swoje osiemdziesięciolecie.