Les primeres notícies de Sant Bartomeu del Grau es remunten al segle X, quan surt documentada l’antiga església situada a frec de la cinglera. No hi havia cap nucli concèntric entorn d’aquest edifici i era, tanmateix, el centre religiós i, en part, l’administratiu d’aquella petita comunitat a la qual donava el nom: Sanct Barthomeu del Grau. Durant tota l’edat mitjana el lloc de Sant Bartomeu del Grau era dominat pel senyor del Castell de Gurb. El segle XVI se separà del terme de Gurb per crear una batllia pròpia dominada pels Marquesos de Palmerola i, més tard, per successió, pels Alemany de Descatllar. A principis del segle XIX el terme es va constituir en municipi independent.
Des dels inicis de la seva història fins al segle XVI el poble era disseminat i avui encara se’n conserven la majoria dels masos (el Vilar, el Pujol, Vilaseca, les Ferreres, la Codina, Vilanova, el Vilaró, l'Alovet, entre d’altres). Sembla que aleshores, al segle XVI, havia començat a créixer el poble actual sota el serrat Puiggiró, al voltant de dos hostals, a banda i banda delcamí transhumant que anava de la Selva al Pirineu. El creixement d’ aquest nucli al llarg dels segles XVII i XVIII féu que l’any 1780 s’hi traslladés el culte parroquial. Així es va construir unanova església, més espaiosa, d’estil barroc neoclàssic, al capdavall del poble.
Fins als anys seixanta del segle XX, l’activitat principal de Sant Bartomeu del Grau era l’agrícola. L’any 1962 s’establí la fàbrica de filats i teixits que va marcar la dinàmica socioeconòmica del poble fins al dia del seu tancament, l'any 2003. Tot i que el poble ha anat perdent la seva fesomia antiga, encara conserva moltes cases velles del segle XVIII i de principis del XIX, amb llinda i dovelles en els quals hi ha dates, creus i noms esculpits en la pedra.
El 1357 és citada com Sant Cugat d'Albochers, i consta ja com a sufragània de Santa Eulàlia de Riuprimer, dependència que perdurà fins al 1878. En aquesta darrera data s’independitzà i tornà a ser parròquia independent, si bé la despoblació del terme ha fet que actualment els serveis parroquials hagin estat traslladats a la parròquia de Sant Bartomeu del Grau. En destaquen els masos de Casamiquela, de l’any 1593, i el de Pere-riera, de l’any 1646, situat al sud del terme municipal, a tocar de l'EixTransversal.