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Il territorio era già abitato in epoca preistorica, come confermato dal ritrovamento di alcuni manufatti litici. In età pre-romana Stella è probabilmente stata frequentata dalla tribù ligure dei Docilii, fatto di cui rimarrebbe memoria nel nome della località Castellari. Con la conquista romana il territorio fu inserito nel municipio di Vada Sabatia (l'odierna cittadina di Vado Ligure) e intorno al V secolo sarebbe stata costruita la prima chiesa di Martino di Tours, unica parrocchia sino al 1567.
Agli inizi del VII secolo, dopo alcuni scontri tra Longobardi e Bizantini, questi ultimi posero il castello sotto il comando del castellaro di Albisola. Ciò non impedì ai Longobardi di conquistare la Riviera nel 643, ripopolando i territori di Stella e Alpicella (frazione odierna di Varazze).
In seguito il territorio fu inserito nella Marca Aleramica, rafforzata dall'imperatore Ottone I del Monferrato per contrastare le scorrerie saracene. Nonostante questo, nel 931 i Saraceni giunsero fino ad Acqui Terme, distruggendo l'abbazia di Giusvalla.
Intorno alla prima metà del XII secolo fu ricostruito il castello di Stella, segnando l'inizio di una colonizzazione agricola delle valli, prima abitate da pastori e boscaioli. Il territorio era posto sotto la signorìa del marchese Guelfo, alla cui morte la moglie donò il castello di Albissola al Comune di Savona. Il documento datato 23 gennaio 1137 tramanda la prima citazione scritta del nome Stella riportando tra i testimoni della donazione un Arialdus de Stella. L'influenza dei marchesi nel corso dei decenni si ridusse sempre più a discapito dei castellani che divennero detentori del potere sul territorio.
I marchesi Del Bosco, di Pareto e Delfino cedettero i loro territori stellesi a Savona. Per questo nel 1227 Stella si trovò coinvolta nella guerra contro Genova. Il 22 aprile le truppe genovesi posero d'assedio il castellaro di Albisola. Il 28 aprile il castellano di Stella, Sigismondo (o Simone) Pedebove, trattò la resa del fortilizio stellese. Savona cadde il successivo 24 maggio, furono spianate le mura e distrutti i moli. A Stella, grazie alla protezione genovese, i castellani furono liberi da vincoli con Savona, pur essa continuando a mantenere la proprietà del territorio.
Il 5 ottobre 1244 giunse nel castello di Stella papa Innocenzo IV in viaggio per il Concilio di Lione. Colpito da una forte febbre, il pontefice rimase ospite del castellano per due settimane.
Negli anni successivi nacque un organismo comunale composto da podestà, Consiglio Minore per affari generali e Consiglio degli Uomini in Arme. Tale struttura non subirà grosse modifiche sino al XVIII secolo.
Con la definitiva resa di Savona nel febbraio 1251, Stella divenne il primo feudo della potente famiglia Grimaldi, a cui si aggiunsero in seguito la signorìa su Mentone e Monaco. Il 2 agosto 1272, il castello fu distrutto dai Doria entrati in conflitto con i Grimaldi che ne ripresero possesso nel 1278.
Cacciati da Genova nel 1297, i Grimaldi si rifugiarono nei possedimenti di Nizza, Provenza e Stella. In questo periodo molti stellesi divennero balestrieri al servizio della potente famiglia genovese, partecipando alle guerre tra Inghilterra e Francia. Nel 1310 il castello fu nuovamente distrutto da un esercito della Repubblica di Genova comandato da Opizzino Spinola il quale a sua volta fu sconfitto l'anno seguente dai Grimaldi i quali poterono così rientrare in Genova.
Intorno al 1385, forse anche a causa della crisi economica causata dalla peste, gli Stellesi si ribellarono a cacciarono i Grimaldi. Nel 1390 tutta Stella risultava ormai di proprietà genovese, in particolare del doge Antoniotto Adorno. Nel 1394 scoppiò una guerra tra il duca di Orléans e Genova. Quest'ultima nel 1397 cedette il castello di Stella al re di Francia Carlo VI il quale lo presidiò permanentemente con 15 soldati.
Nel 1409 scoppiò una ribellione genovese contro la Francia e Stella fu restituita a Genova. Nel 1413 il castello fu attaccato invano dai Piemontesi e nel 1421 il comprensorio fu ceduto al milanese Filippo Maria Visconti. Nel 1425 Stella tornò genovese e nel 1428 fu nuovamente conquistata dai milanesi, definitivamente cacciati nel 1435. Molti stellesi vennero utilizzati in operazioni militari in questi anni, basti pensare che nel 1450 tre delle cinque porte di Savona erano presidiate da uomini di Stella.
Nel 1458 il dogato genovese fu ceduto al re di Francia la cui dominazione su Stella fu poco più che formale. Negli anni seguenti la comunità stellese fu abbandonata a sé stessa e frequenti furono gli scontri tra Francesi e Genovesi. Nell'aprile 1461 una colonna francese fu massacrata al Colle di Cadibona da milizie di Stella e Quiliano. Vi fu poi un periodo di pace tra il 1464 e il 1478 quando i duchi milanesi Sforza divennero Signori di Genova e Savona. Un ufficiale sforzesco riporta che all'epoca il paese era abitato da circa 800 persone.
Una ribellione scoppiò nel 1478 e cacciò i Milanesi con l'aiuto delle famiglie genovesi degli Adorno e dei Fregoso. Poco dopo fu dichiarato lo smantellamento del castello, definitivamente abbandonato. Stella fu posta nuovamente sotto il dominio di Milano nel 1496 da Ludovico il Moro, passando poi alla Francia che conquistò Milano il 6 settembre 1499.
Continue lotte intestine tra le famiglie genovesi proseguirono per molti anni. Stella fu sempre legata storicamente alla famiglia Fregoso, spesso in conflitto con gli Adorno. Nel 1525 Stella fu teatro di combattimenti tra Francesi (appoggiati dai Fregoso) e Spagnoli (Adorno). Genova divenne repubblica sovrana nel 1528 e poté rivolgere tutti i suoi sforzi contro Savona che fu conquistata. La città vecchia fu rasa al suolo e il porto interrato. A tali operazioni partecipò anche manovalanza stellese.
Gli anni successivi videro un lungo periodo di pace. Le cronache tramandano lo svolgersi a Stella di feste da ballo, partite a carte, concerti di liuti e chitarre e pubbliche letture di poesia. Nel 1567 furono erette a parrocchie le frazioni di San Bernardo e Gameragna. Per San Giovanni lo stesso accadde l'anno successivo. La pace fu interrotta nel 1625 quando i Savoia attaccarono Genova. La frazione di Santa Giustina fu saccheggiata e bruciata. Gli Stellesi si vendicarono qualche mese dopo uccidendo 70 soldati piemontesi. La peste colpì il territorio nel 1630 (eccetto Gameragna). Stella invece scampò la seconda epidemia del 1656-57. Nel 1672 si riaccese la guerra con il Piemonte. Il 20 settembre Sassello fu saccheggiata, ma il bottino fu estorto ai piemontesi da 400 uomini di Stella e Albissola che nella notte attaccarono il castello di Santa Giulia a Dego. La pace tra Genova e i Savoia fu siglata l'anno seguente.
Nel 1707 Pontinvrea divenne territorio dei Savoia, portando così il confine tra Regno di Sardegna e Repubblica di Genova a ridosso di Stella. Numerosi furono gli episodi di tensione con furti di capre, bovini, taglio di boschi da entrambe le parti. La guerra tra Genova, alleata con gli Spagnoli, e il Piemonte, alleato con gli Austriaci, riesplose nel 1745.
Il 7 settembre 1746 i Piemontesi calarono su Sassello e Stella, obbligando le comunità a pagare forti somme e a consegnare ostaggi. Il 5 dicembre Genova si ribellò agli Austriaci, ma la liberazione si fermò ad Arenzano. Stella rimase piemontese fino al 1747, quando fu firmato l'armistizio a Nizza tra Spagnoli-Genovesi e Austro-Sardi che sancì il ritorno ai vecchi confini.
Un lungo periodo di pace trascorse fino all'arrivo dell'esercito rivoluzionario francese. La neutralità di Genova fu violata il 5 aprile 1794 con l'ingresso dei Francesi in Ventimiglia per raggiungere i territori sabaudi. Con la prima battaglia di Dego i nemici furono respinti ad Acqui. A Stella, che conobbe solo violenze e devastazioni, furono chieste legna, paglia e vettovaglie. Nel giugno 1795 gli Austriaci ripresero Savona per essere definitivamente sconfitti nella battaglia di Loano. Nell'aprile 1796 forti scontri si ebbero lungo la linea di Giovo Ligure, sopra Santa Giustina che videro la ritirata degli Austriaci. Le truppe francesi vissero di rapina ai danni della popolazione stellese. Infine il 14 giugno 1797 fu costituito a Genova un governo provvisorio rivoluzionario che segnò la fine della Repubblica di Genova.
Gli anni seguenti furono caratterizzati per Stella e la Liguria da pessimi raccolti e soffocanti provvedimenti fiscali. I Francesi inviarono un presidio al Giovo, per il cui mantenimento furono confiscati e macellati tutti i muli di Stella. Finì per sempre la millenaria attività di trasporto merci tra la costa e il Piemonte.
Nell'aprile 1800 iniziò l'offensiva austriaca. 10000 uomini si disposero lungo le colline da Albisola sino a Giovo Ligure. Stella fu teatro di aspri scontri, divisa letteralmente in due con gli Austriaci sulla riva destra del Sansobbia e i Francesi sulla sinistra. Molte case furono bruciate, saccheggiate o distrutte, basti pensare che a San Martino in un solo giorno furono sparati più di 10000 colpi di fucile. Alla fine la sconfitta austriaca di Marengo restituì la Liguria alla Francia. Durante tutto questo periodo fino al Congresso di Vienna, la situazione dell'ordine pubblico rimase drammatica. Bande di malfattori e banditi imperversarono nel territorio arrivando sino ad uccidere il parroco di San Giovanni. Nel 1802 un violento nubifragio causò danni alle strade e il crollo dell'abside della chiesa di San Giovanni. Un fortunale ancora più violento si abbatté il 3 e 4 settembre 1814 provocando la rovina di case e numerosissime frane che sconvolsero il territorio.
In seguito all'annessione della Liguria al Regno di Sardegna, fu abolita la dogana di Santa Giustina nel 1818. Nel 1852 venne costruita la strada tra Albisola e Giovo Ligure (prima esisteva solo un sentiero largo un metro), nel 1863 quella per Varazze e nel 1884 quella per la frazione di San Bernardo. Tra il 1883 e il 1893 i cantieri per la costruzione dei 6 forti del Giovo (frazione di Stella fino al 1967) contribuirono allo sviluppo di Santa Giustina. Verso la fine del secolo molte famiglie genovesi e savonesi scelsero Stella come luogo di villeggiatura estiva, moda che rimarrà in uso fino ai giorni nostri.
Subisce gli ultimi aggiustamenti al territorio comunale nel 1967 con la cessione della frazione di Giovo Ligure al comune di Pontinvrea.
Dal 1973 al 30 aprile 2011 ha fatto parte della Comunità montana del Giovo.