نخستین اشاره به خمارلو در نوشته‌ها توصیفی است که رابرت میگنان ارائه کرده است، ".. روستای خمارلو، در دامنه کوههای شیبدار قرار گرفته است. منازل ساکنین در شیب کنده شده‌اند به نحوی که خانه‌ها فقط یک دیوار گلی دارند که در آن دریچه‌ای ۳-۴ فوت مربعی نقش پنجره را دارد و چند تکه تخته پاره شکسته بجای در نصب شده است... ساکنین فقیرترین مردمی بودند که تاکنون دیده‌ام. مردان و زنان کهنه‌ای به تن کرده بودند و کودکان تا هفت ساله لخت بودند. آنها تعداد کمی گوسفند و بز، و ذخیره‌ای کافی انگور داشتند که بخوبی تا زمستان نگاه داشته بودند..."[۲]
در اواخر دهه ۱۳۲۰، بر اساس جلد چهارم فرهنگ جغرفیایی ایران،[۳] خمارلو ۳۹۶ تن سکنه داشت.[۴] در آستانه انقلاب سفید، که نقشی عمده در فروپاشی نهایی ساختار ایلی ایران داشت، تیره‌ای از ایل محمد خانلو، شامل ۶۰ خانوار، از روستای خمارلو بعنوان قشلاق استفاده می‌کردند.[۵] اهمیت ده صرفاً به خاطر استقرار مرزبانی و نمایندهٔ آمار در آنجا بود.[۶]
خمارلو، در سال ۱۳۷۷، با تصویب هیئت وزیران به شهر تبدیل شد.[۷]
ایران
