Die erste Besiedlung erfolgte im 6. Jh. durch die Slawen mit dem Geschlecht der Bilinian. Die erste schriftliche Erwähnung befindet sich im päpstlichen Steuerbulletin von 993 als „provincia Belinensis“. Die erste Kirche war die Peter und Paul Kirche aus dem Jahr 1061.
Ab dem 12. Jh. regierten die Hrabischitze die Gegend. 1169 schenkte König Wladislaw den Johannitern den Ort Bilin. 1263 wurde der Ort zur Stadt erhoben. Das Spital und das Patronat der Kirche St. Peter und Paul übernahm 1302 der Deutsche Orden. Dieser errichtete 1342 in der Stadt eine Lateinschule. Die Bevölkerung war überwiegend Deutsch.
Im Jahre 1407 schenkte König Wenzel IV. die Stadt seinem Kammerherrn Albrecht von Colditz auf Graupen. Die Hussiten eroberten 1421 Stadt und Burg. Das heutige Schlosses ließ Hoger von Friedberg um 1470 als Burg errichten. Schon 1513 übernahmen die Herrn von Lobkowitz den Besitz.
Im 16. Jh. begann die Stadt wirtschaftlich aufzublühen. Im Dreißigjährigen Krieg zerstörten die Schweden das Schloss und einen Großteil der Häuser. 30 Jahre dauerte die Behebung der Kriegsschäden.
Von 1675–1682 entstand das neue Schloss im Barockstil und das Kurbad Lázně Bílinská Kyselka (Bad Sauerbrunn).
Die ersten balneologischen Schriften über die Mineralwasser, Biliner Sauerbrunn und Saidschitzer Bitterwasser genannt, verfasste Franz Ambrosius Reuß. Um 1800 besuchten Alexander Humboldt, Johann Wolfgang von Goethe und Ludwig van Beethoven das Kurbad.
Die Industrialisierung begann 1835 mit dem Bau einer große Zuckerfabrik. 1866 wurde Bilin an die Eisenbahn angeschlossen. Am 1. Dezember 1930 hatte die Stadt Bilin 10.688 Einwohner, davon 4.168 Tschechen. Von 1939 an gehörte Bilin zum Reichsgau Sudetenland. Viele tschechische Einwohner wurden ausgewiesen.
1945/1946 wurde der größte Teil der Deutsch-Böhmen vertrieben. Aus Bilin wurde Bílina. In den 1970er Jahren wurden Ortsteile für den Großtagebau „Maxim Gorkij“ umgesiedelt. Das Schloss ging wieder im Privatbesitz.
