Schon in der Steinzeit war die Gegend um das heutige Thayngen besiedelt. Rentierjäger bewohnten im Jungpaläolithikum das Kesslerloch, eine Höhle in Thayngen. Darin fanden Archäologen europaweit die ältesten Nachweise für die Domestizierung des Wolfes. Hier waren also die ersten Hundefreunde Europas wohnhaft.

Zeugen einer frühen Besiedelung finden sich auch am «Weiher». Dort befinden sich Pfahlbauersiedlungen, welche zu Beginn des 20. Jahrhunderts entdeckt und ausgegraben wurden. Heute ist allerdings nur eine Informationstafel auffindbar, die Siedlung wurde zwecks besserer Erhaltung wieder eingegraben.

Seit dem 18. Jahrhundert zeigt das Gemeindewappen Thayngens ein Rebmesser, in dieser Zeit begann der Rebbau in der Region zu florieren. In den windgeschützten Lagen am Fusse des Reiat wird vorzugsweise Blauburgunder angebaut. Zusammen mit dem Gastgewerbe brachten die Weinexporte viel Wohlstand ins Dorf. Aus dieser Zeit stammen die alten Gasthäuser Thayngens wie «Sternen», «Adler», «Rotes Haus» und «Dr. Bernets Haus», die die Zierde des Dorfkerns bilden. Noch heute kann in Thayngens Schenken der lokale Wein degustiert werden.

Fast gleichzeitig mit der Eröffnung der badischen Bahn Schaffhausen-Singen 1863 begann sich die Industrie im Bauerndorf auszubreiten. Bis heute besonders wichtig für Thayngen ist die Knorr-Fabrik. Vom deutschen Mutterhaus wurde 1907 eine Fabrik in der Schweiz gegründet um den hohen Einfuhrzöllen auszuweichen. Nach dem zweiten Weltkrieg begann sich Knorr Schweiz zunehmend unabhängig auf den Schweizer Markt zu konzentrieren. In der Folge wurden in Thayngen sehr erfolgreiche Produkte wie Aromat, Würfelbouillon und Stocki erfunden.

1944 wurde Thayngen Schauplatz einer tragischen Verwechslung. Am 25. Dezember flog eine US-Bomberstaffel einen Angriff auf Thayngen. Die US Airforce entschuldigte sich umgehend und gab eine Verwechslung Thayngens mit Singens an. Die Verwechslung bleibt bis heute fraglich, denn der Angriff wurde aus niedriger Höhe und bei bester Sicht geflogen.

Für Velofahrer bietet die Gegend einige ruhige Strecken entlang der Rebbergen. Der Biber folgend führt ein Radweg durch ein Tal ca. 20 Minuten in Richtung Hofen vorbei an einem kleinen Freibad. Auf einer kleinen Anhöhe in Barzheim steht ein zugängliches Reservoir, von dessen Dach man einen Rundumblick auf die vulkanisch geprägte Landschaft des Hegaus geniesst.