Bien avant l'apparition des grands hôtels, le territoire de Palanga était sauvage et stratégique. Les archéologues ont retracé l'occupation humaine il y a 5 000 ans, et pendant un millénaire, la tribu de Courlande a pêché dans ses eaux et extrait de l'ambre sur ses rives. Au Moyen Âge, Palanga est devenue célèbre auprès des chroniqueurs médiévaux : en 1161, le roi danois Valdemar Ier s'empara d'un fort en bois local, et au XIIIe siècle, un château de Courlande se dressait ici, au milieu des pins et du sable. La mer Baltique était la voie de communication de Palanga : l'ambre, les fourrures et le sel transitaient par cette côte vers les terres slaves. Par le traité de Melno en 1422, la ville fut officiellement rattachée au Grand-Duché de Lituanie (et c'est ici, en 1427, que le roi Jogaila aperçut la mer pour la première fois).
Au cours des siècles suivants, Palanga resta un modeste village de pêcheurs et de commerçants à l'ouest de la Lituanie. Une petite église catholique fut construite à Palanga vers 1540, à la demande de la grande-duchesse Anne Jagellon, marquant ainsi l'influence de la dynastie régnante. L'église en bois fut remplacée à la fin du XIXe siècle par le sanctuaire néogothique actuel en briques (consacré en 1906-1907). Suite aux turbulentes partitions de la République des Deux Nations, Palanga passa sous l'Empire russe (1795) et fut rattachée à la province de Courlande en 1819.
La grande transformation de Palanga eut lieu au XIXe siècle, sous le régime de la propriété privée. En 1824, le manoir de Palanga fut acheté par le comte Michał Tyszkiewicz, un noble polono-lituanien. Son petit-fils, Józef Tyszkiewicz, construisit la première jetée et contribua à établir des liaisons maritimes avec le port de Liepāja. Palanga devint rapidement une station balnéaire et thermale. À la fin du XIXe siècle, la ville comptait d'élégantes villas en bois, des sanatoriums et des milliers d'estivants. En 1897, Feliks Tyszkiewicz (le fils de Józef) commanda le majestueux palais néo-Renaissance de Tiškevičiai (conçu par l'architecte allemand Franz Schwechten) pour servir de résidence d'été à la famille. Autour de lui, l'architecte paysagiste Édouard André aménagea le luxueux parc botanique de Birutė (1897-1907), agrémenté d'arbres exotiques et de sentiers pédestres. La jetée de Palanga, longue de 470 mètres et partiellement en bois, est devenue une promenade locale (la structure originale a été inaugurée en 1892). Le style urbain de Palanga était alors établi : un mélange d'architecture de manoirs de la fin du XIXe siècle, de villas de style suisse et de parcs paysagers – un style remarquablement continental pour une ville nichée sur la côte baltique.
Les conflits modernes allaient brièvement redessiner la carte de Palanga : après la Première Guerre mondiale, elle passa temporairement sous contrôle letton (1919), mais fut transférée pacifiquement à la Lituanie par traité en 1921, garantissant ainsi le seul port occidental du pays. Station balnéaire indépendante de la Lituanie, Palanga devint un symbole de l'identité nationale. Sous l'ère soviétique (après 1945), Palanga connut un développement intense : les infrastructures de tourisme de masse et les immeubles d'habitation remodelèrent l'image de la ville.