I frammenti storici, ritrovati in tutta la zona, dimostrano che il territorio fu sede di stanziamenti umani sin dalla preistoria, ma non sono, però, sufficienti a dimostrare che in loco, in particolare sul pianoro a sud del castello, esistesse l'insediamento romano di "Insulae Plani" (come vuole la leggenda). Il posto era comunque particolarmente adatto agli insediamenti.

Il periodo che precede l'incastellamento è assai poco conosciuto. Quando si costituì il feudo dei Montefeltro, Isola ne fece subito parte come castello di confine. La prima notizia scritta si ha nel 1140, quando il duca Guarnieri donò questo "insediamento incastellato" al vescovo di Fossombrone, forse per proteggere i confini del ducato, in quanto in quell'anno (1140) la suddetta città aveva subito gravi danni dai fanesi. A quel tempo Isola doveva avere la sua rilevanza, tanto che nell'atto di confederazione del 1207 fra le città di Fano e Rimini contro Pesaro e Urbino, vennero ricordate le alleanze già stipulate tra Fano e i Massari di Isola del Piano. In un altro documento si ricorda che il papa Onorio III aveva il privilegio su vari castelli fra cui Isola del Piano. Si entra così nelle lunghissime guerre intestine tra guelfi e ghibellini. Isola, castello ghibellino, fu incendiata dai Riminesi, mandati in aiuto da Papa Martino IV ai guelfi rifugiati nel Castello di Sassocorvaro. L'episodio è documentato in una lapide conservata nel salone del centro culturale di Corso Garibaldi.

L'iscrizione recita: "Nell'anno 1284, indizione XII, sotto il pontificato di Papa Martino IV il sabato 8 luglio avvenne il totale incendio del Castello dell'Isola". Vari documenti dimostrano che dal 1300 Isola fece parte del "Comitatus Urbini", pertanto i duchi da Montefeltro ne avevano la feudalità (Bolla papa Bonifacio VIII del 12 maggio 1300, "Insulae Planesi" ed altri).

Dopo varie epidemie arrivò la grande peste (1348), che aprì vuoti catastrofici nel tessuto demografico di tutta la provincia. Non si ebbe ripresa economica fino a che Isola non venne coinvolta nella costruzione del Palazzo ducale di Urbino (1464).

Nel 1574 il duca Guidobaldo donò in feudo il Castello di Isola al conte Camillo Castiglione, figlio del famoso Baldassarre, autore de "Il Cortegiano". Veniva così mantenuta un'antica promessa fatta dal Duca Federico da Montefeltro a Baldassarre Castiglione, che dal 1504 fino alla morte (1529), prestò la sua opera di diplomatico al servizio dei duchi Guidobaldo e Francesco Maria della Rovere.

Passati sotto lo Stato della Chiesa, nel 1667 gli isolani si lamentarono del malgoverno del vicario del conte, certo Caglieri, presso la Congregazione del Buon Governo. Durante tutto il XVIII e XIX sec. gli isolani furono oppressi dai debiti.

Solo nel 1790 a Isola arrivano il medico e il maestro.

La marchesa Maria Teresa Cristiani, vedova Castiglione, in questo stesso periodo, nel tentativo di riallacciare i rapporti con gli abitanti del paese, propose di ultimare il Palazzo e riparare le mura castellane ormai cadenti. Naturalmente chiese aiuto alla popolazione che però stentava a collaborare per protesta contro il mal governo.

Dal canto suo lo Stato della Chiesa (1796), nel tentativo di organizzare una difesa dal ventilato pericolo di invasione dei francesi, chiese ai parroci di reclutare ed armare volontari (per lo più oziosi e vagabondi); per fare fronte alle spese degli armamenti furono spogliate le chiese di gran parte delle loro ricchezze e fu richiesto oro e argento a tutti i cittadini.

Dal febbraio all'aprile del 1797 un'orda di francesi e avventurieri occupò tutto l'urbinate e saccheggiò la città di Fossombrone. La leggenda vuole che Isola, al contrario, sia scampata ad una rappresaglia delle truppe napoleoniche.

Dopo una breve presenza austriaca (1799) e il ritorno del dominio del Papa Pio VII, rientrarono i francesi che confiscarono i beni della Chiesa, sciolsero i monasteri e tutte le congregazioni religiose, organizzarono una vera amministrazione, istituirono un nuovo catasto (prime piante 1:2.000) e portarono idee innovative.

Alla restaurazione dello Stato della Chiesa nel 1814, la popolazione dovette subire nuove tasse governative per risollevare il paese dai saccheggi subiti. Nonostante il popolo fosse alla fame, anche i Conti pretesero le loro gabelle, fortunatamente non corrisposte perchè, per legge, nel 1816 furono aboliti i diritti feudali. I Castiglione quindi preferirono lasciare il paese, portarono via tutto il possibile a Mantova conservando a Isola la mera proprietà dei beni immobili (il Palazzo e le mura castellane).

Lo Stato della Chiesa di nuovo cambiò la struttura amministrativa e territoriale ma continuava tuttavia a regnare il disordine e di conseguenza si manifestò anche una nuova piaga: il banditismo. In questa ristrutturazione territoriale il comune di Isola annette il comune di Castelgagliardo (già "Terrae minores" nelle "Costitutiones Aegidianae").

Nel 1818 gli abitanti di Isola, con i circa i cento di Castelgagliardo, erano solo 862 in quanto un anno prima la peste, aggiuntasi alla miseria e alla fame, aveva portato via un gran numero di persone.
Più tardi molti, convinti dalle nuove idee, si arruolarono tra i garibaldini; diversi si fecero seppellire con il fazzoletto e la divisa da garibaldino e così saranno ritrovati nelle riesumazioni degli anni 1950-60.

Con il Regno d'Italia arrivò ancora una nuova struttura amministrativa, si istituirono le scuole, l'anagrafe, il catasto, si ultimarono le strade (per Ponte degli Alberi) ma soprattutto si istituì il servizio di leva obbligatorio. Questo portò una vera rivoluzione culturale, i giovani uscirono dal guscio, sentirono la necessità di scrivere, raccontarono di altre realtà per il resto della vita.

Intanto si iniziò un altro tipo di spoliazione del territorio: l'abbattimento delle querce più belle per la Reale Marina Italiana. Altro legname di quercia partì per l'Inghilterra per fabbricare botti per il "whisky", un'attività nuova che si aggiunge a quelle legate alla lavorazione della pietra per cui Isola era famosa: in questi casi comunque, almeno si sono avuti dei riscontri economici.