En Buñuel existe constancia de población desde la época del Bronce, además de varias villas romanas. Posteriormente llegaron los visigodos y después la conquista árabe. Después de siete siglos fue recuperada de manos musulmanas a comienzos del siglo XII. Perteneció posteriormente al señorío de los Oriz, que tenían en su jurisdicción un castillo.
Llamada también Buñol, Bunnuel o Bunniuel en algunos documentos, en 1213 pertenecía, con su castillo, a doña Oria y sus hijos Íñigo y Eximino (Jimeno, Semén o Simeón) Oriz, quienes la dieron en empeño al rey don Sancho el Fuerte, con todas sus pertenencias, por 9.000 morabetinos alfonsíes de buen oro, peso y cuño. En 1220 don Eximino de Oriz vendió el castillo y villa de Buñuel, con todos sus montes y pertenencias, a dicho rey por los 9.000 maravedís o morabetinos dados en empeño y 3.000 sueldos de sanchetes.
En 1280 don Martín Yenéguiz de Oriz, señor de Buñuel, confesaba que, según antiguos privilegios concedidos por sus antecesores al concejo de ese pueblo, tenía este ejidos propios desde el camino de Cortes que iba a Tudela hasta Buñuel, y desde el camino que iba de Tauste a Tudela hasta el Ebro, prometiendo que estaba pronto a ayudar al concejo a defender estos derechos.
En 1337 el rey don Felipe dio comisión desde París a Saladín de Angleura, gobernador de Navarra, para que con un diputado del rey de Aragón arreglase las diferencias que había entre Buñuel y Tauste sobre términos y aguas, de las que se siguieron muertes y estragos entre ambos pueblos. En 1366 había en Buñuel diez vecinos francos y siete hidalgos.
En 1413 el rey don Carlos III donó el pueblo de Buñuel, con todos sus derechos, perpetuamente, a su hijo bastardo Godofre, para él y sus sucesores de legítimo matrimonio. En 1432 el rey don Juan II dio a la condesa de Cortes, doña Teresa Ramírez de Arellano, el lugar de Buñuel y el término del Espartal con la jurisdicción baja y mediana. Decía que el rey don Carlos III, su suegro, había donado dicho lugar a la condesa para su matrimonio con mosén Godofre, conde de Cortes, hijo de aquel; que don Juan se lo había quitado por algunos delitos cometidos y que ahora, por los servicios de doña Teresa, se lo daba para ella y sus descendientes.
El castillo de este pueblo estaba en empeño y se recobró en el año 1494. Posteriormente no hay más noticias de él; tal vez fue arrasado en las guerras de bandos o demolido por orden de Cisneros (José Yanguas y Miranda). En el siglo XVIII aún se reclamaba la herencia de don Godofre, hijo de Carlos III de Navarra. En 1702 Juan, hijo natural de don Mateo Hurtado de Mendoza, conde de Lodosa, pedía a los tribunales la sucesión declarada en favor del conde de Altamira, fundándose en que el señorío de Buñuel procedía de doña Blanca de Navarra, hija de don Godofre, segunda mujer de don Pedro González de Mendoza y madre de don Juan Hurtado de Mendoza, y que el conde de Altamira procedía del primer matrimonio que dicho don Pedro tuvo con doña María de Luna.
El 16 de junio de 1822 tiene lugar, según refiere Idoate en Rincones… (t. II, pp. 136-138), la llamada «Acción de Buñuel», sangrienta escaramuza que costó a los guerrilleros anticonstitucionales —futuros carlistas— 14 muertos «sin contar con algunos que cayeron al canal, 3 aprehendidos, 4 caballos con sillas y bridas, 12 fusiles, 2 trabucos, 2 pistolas, 4 cananas, 1 espada y algunas municiones». La acción la llevaron a cabo las milicias voluntarias tudelanas, dotadas de caballería, que no tuvieron más baja que un caballo y que sorprendieron a los facciosos «en el puente del canal llamado del Montecillo, a cuarto y medio de la villa».