El municipio estuvo antaño vinculado al Real de Manzanares desde tiempo de Alfonso X el Sabio.

Desde la época medieval, cruzaba por el lugar la Cañada Real de Merinas que interconectaba las Cañadas Reales Soriana Occidental y Segoviana del Concejo de La Mesta castellana.

Con el comienzo de la construcción del Monasterio de El Escorial se inicia la "industrialización" de la zona y la consiguiente necesidad de materias primas, entre ellas el harina. Así, en el tramo del río Guadarrama hoy dentro del término municipal, se contruyeron al menos tres molinos harineros donde derivaban la molienda de varios cereales. De ahí el nombre del lugar, dado que las gentes empezaron a referirse a esa zona como "los molinos".

Se utilizaba la Máquila a un celemín por fanega molida. El celemin era una unidad de medida correspondiente a unos cuatro litros y medio.

En el manuscrito nº 11.265 de la Biblioteca Nacional se recoge la licencia que en 1546 se concede a Alvaro de Mena para establecer un molino harinero de cubo en el río Guadarrama.

Fernando Colón en el siglo XVI menciona por primera vez al pueblo de Los Molinos haciendo mención de la distancia entre este lugar y otros de la zona.

El lugar de Los Molinos estuvo vinculado a la vecina villa de Guadarrama hasta el año 1666 en el que Doña Mariana de Austria, Regente de España durante la minoría de edad de su hijo Carlos II, le otorga el título de Villa.

El siglo XVII y XVIII transcurrieron siendo Los Molinos mina de materias primas como la piedra, la madera e incluso el hielo, materiales demandados por la corte de Madrid.

En el siglo XIX llegan los avances de la Era Industrial y en el año 1888 entra por primera vez el Ferrocarril en el apeadero de Los Molinos siendo alcalde Don Francisco Herrero. Eso, junto con los "baños de sol" recetados por los médicos hace de la villa un lugar de ocio y sosiego, costumbre que hasta hoy no se ha perdido, siendo Los Molinos uno de los destinos favoritos para el descanso y veraneo de los madrileños.

En la guerra civil su situación geográfica hace de este pueblo frente de guerra, ya que era paso natural del puerto de Guadarrama y de la Fuenfria de las tropas sublevadas al mando de Franco. De la época quedan varios fortines republicanos en muy buen estado de conservación.

Los años de la posguerra, como la mayor parte de la zona, se dedicaron a la reconstrucción. Pero a partir de 1950 se vive un resurgimiento avivado por la afluencia de veraneantes, dando lugar a la época más viva y dorada de la villa. Llego a haber varios hoteles y pensiones, tres salas de fiesta, cine de verano, bolera e incluso un casino.

Los años 70 marcan el declive del municipio, siendo años de fuga poblacional buscando la prosperidad en la capital. Aun así se mantiene el flujo de veraneantes aunque en menor medida. Desde los 80 hasta la actualidad, ha habido una lenta pero imparable recuperación, siendo hoy en día uno de los pocos pueblos que aun guardan la belleza y frescura de la sierra madrileña.

Desde Madrid: Por la carretera A-6 se toma la salida 42 ó 47, dirección Guadarrama, se sigue por la M-614 hasta Los Molinos; Por la M-607, en el Km. 35, hay una bifurcación y se toma dirección Puerto de Navacerrada. Se toma la M-614 -es continuación de la M-607- hasta Los Molinos.

Líneas 684 y 688 desde Moncloa (Madrid). Línea 685 desde Las Rozas de Madrid.

En Tren: Línea C8b de Cercanías de Renfe.