La commune de Castelmayran occupe majoritairement les terrasses inférieures et moyennes de la Garonne.
La population a été présente au Paléolitique, puis à l'époque gallo-romaine.
Castelmayran est une seigneurie dès 1166, dont le prieuré fut cédé à l'abbaye de Moissac en 1249. Le bâtiment actuel montre deux contreforts médiévaux en pierre sur lesquels on a directement accolé la façade et son clocher-mur du XVIIe siècle.