Muito antes dos grandes hotéis, as terras de Palanga eram selvagens e estratégicas. Arqueólogos traçam a presença humana aqui há 5.000 anos, e por um milênio a tribo da Curlândia pescou em seu mar e extraiu âmbar em sua costa. Na Idade Média, Palanga tornou-se conhecida pelos cronistas medievais: em 1161, o rei dinamarquês Valdemar I capturou um forte de madeira local e, no século XIII, um castelo da Curlândia erguia-se ali, em meio a pinheiros e areia. O Mar Báltico era a estrada principal de Palanga: âmbar, peles e sal passavam por essa costa em direção às terras eslavas. Pelo Tratado de Melno, em 1422, a cidade tornou-se formalmente parte do Grão-Ducado da Lituânia (e foi aqui, em 1427, que o Rei Jogaila avistou o mar pela primeira vez).
Nos séculos seguintes, Palanga permaneceu como um modesto assentamento de pescadores e comerciantes na fronteira ocidental da Lituânia. Uma pequena igreja católica foi construída em Palanga por volta de 1540, a mando da Grã-Duquesa Ana Jagiellon, marcando a influência da dinastia governante do estado. A igreja de madeira foi substituída no final do século XIX pelo atual santuário de tijolos em estilo neogótico (consagrado em 1906-1907). Através das turbulentas divisões da Comunidade Polaco-Lituana, Palanga passou para o Império Russo (1795) e foi designada para a província da Curlândia em 1819.
A grande transformação de Palanga ocorreu no século XIX, sob a propriedade privada. Em 1824, a propriedade senhorial de Palanga foi comprada pelo Conde Michał Tyszkiewicz, um nobre polonês-lituano. Seu neto, Józef Tyszkiewicz, construiu o primeiro píer e ajudou a estabelecer ligações marítimas com o porto de Liepāja. Logo, Palanga passou a ser promovida como um spa à beira-mar e balneário. No final do século XIX, a cidade contava com elegantes vilas de madeira, sanatórios e milhares de visitantes de verão. Em 1897, Feliks Tyszkiewicz (filho de Józef) encomendou o grandioso Palácio Tiškevičiai, em estilo neo-renascentista (projetado pelo arquiteto alemão Franz Schwechten), para servir como residência de verão da família. Ao redor dele, o arquiteto paisagista Édouard André projetou o luxuoso Parque Botânico Birutė (1897-1907), com árvores exóticas e trilhas para caminhadas. O Píer de Palanga, com 470 metros de comprimento, parcialmente de madeira, tornou-se um calçadão local (a estrutura original foi inaugurada em 1892). Nessa época, o estilo urbano de Palanga já estava definido: uma mistura de arquitetura senhorial do final do século XIX, vilas em estilo suíço e parques paisagísticos – um visual notavelmente continental para uma cidade aninhada na costa do Báltico.
Conflitos modernos redesenhariam brevemente o mapa de Palanga: após a Primeira Guerra Mundial, a cidade ficou temporariamente sob controle letão (1919), mas em 1921 foi transferida pacificamente para a Lituânia por tratado, garantindo o único porto ocidental da Lituânia. Como um dos primeiros resorts independentes da Lituânia, Palanga tornou-se um símbolo de identidade nacional. Durante a era soviética (após 1945), Palanga passou por um intenso desenvolvimento: a infraestrutura turística de massa e os blocos de apartamentos remodelaram a aparência da cidade.