La storia sulle origini di Sternatìa non è molto chiara, ci sono le ipotesi più svariate: alcuni studi affermano che Sternatìa sia sorta grazie ai discendenti di Japige, o per i soldati di Minosse che tornavano dalla Sicilia; Tolomeo e Plinio invece scrivono che Sternatìa sia stata voluta dal popolo dei Turnini o Sturnini che, per primi, occuparono la Magna Grecia. Secondo l'Arditi invece la cittadina sarebbe nata in seguito alla unione di sette villae (masserie).
I primi insediamenti nel territorio della attuale Sternatìa sono del neolitico, età a cui risalgono i "menhir" visibili fino all'inizio del 1900. Il primo menhir era vicino porta "Filìa", nel cuore del villaggio; il secondo nel piazzale antistante la masseria "Placerà" ed il terzo sulla strada vicinale che conduce a Zollino. Il primo villaggio nel sito attuale di Sternatìa potrebbe corrispondere anche alla messapica Sturnium; anche se nessun dato o studio archeologico può confermarlo. L'area della odierna Sternatìa fu sicuramente popolata al tempo dei romani, nel primo secolo dopo Cristo, a quell'epoca risalgono i pezzetti di ceramica ritrovati in località Tsukkalà (luogo di cocci), all'interno di una villa rustica.
Potrebbe anche darsi che Sternatìa abbia avuto origine nel corso dei secoli IX e X d.C., quando nel Salento ci fu un costante spostamento di clero secolare e regolare, come monaci, funzionari, mercanti, soldati, insieme a intere popolazioni provenienti dalla Grecia e dall'Oriente.
La venuta dei greci bizantini, in verità iniziò nel VI d.C., a causa della guerra gotica, già da allora si insediarono i greci sul territorio salentino, e nel sito di Sternatìa vi si stabilirono durevolmente approfittando della fortunata posizione geografica: a metà strada tra i due mari e con le serre a difesa naturale. A Sternatìa i greci costruirono un castello fortificato, mura cittadine e torrioni di difesa, il borgo sternatese fece da riferimento per tutta la zona.
Anche durante il regno dell'imperatore bizantino Basilio I, il Salento e la Puglia, che avevano patito un forte decremento demografico, si ripopolarono in seguito ad un cospicuo flusso migratorio di popolazioni provenienti dal mondo greco. Per esempio Galatina e Galatone furono fondate dai Galati, popolazione dell'Asia Minore, Racale sorse ad opera di abitanti di Eraclea del Ponto.
La gran parte dei paesi della Grecìa, nel passato molto più vasta della attuale Grecìa Salentina, hanno questa origine: popolati quasi esclusivamente da gente greca, dedita alla agricoltura e specialmente della coltivazione della vite e dell'olivo.
Sternatìa grazie alla sua posizione di vantaggio, di cui si è detto più sopra, fu denominata Chòra (Cwra) che nella parlata greca vuol significare città capoluogo di tutta l'area ellenofona. Ancora oggi alcuni si riferiscono al comune di Sternatìa usando questa espressione. Lingua, cultura e rito greco si conservarono a Sternatìa a lungo: il cerimoniale religioso greco bizantino fu sostituito da quello di Santa Romana Chiesa nel corso del 1622, anche se gli ecclesiastici minori proseguirono a celebrare le messe in greco fino all'inizio del secolo scorso.
I Normanni e il feudalesimo cambiarono il corso storico di Sternatìa, il cui feudo venne attribuito, nel 1192, dal re Tancredi d'Altavilla, al valoroso e meritevole in battaglia capitano Berlinghiero Chiaramonte. Nel 1268 il feudo andò invece nelle mani di Enrico De Nocera e poi a Simone De Bellovedere. Nel 1276 divenne barone di Sternatìa Guglielmo di Pietravalle.
Sternatìa fu casale aperto (nonostante in passato ci fossero state le costruzioni di diffesa greche) sia durante il periodo della dominazione normanna che durante quella sveva. Con gli Angioini, nel 1334, e precisamente grazie alla famiglia Del Balzo, al tempo di Ugo Del balzo e del successore e figlio Raimondo, si costruirono le prime mura. Nel 1352 Sternatìa iniziò a far parte della Contea di Soleto insieme a Zollino, Sogliano, Galatina e Cutrofiano. Successivamente furono signori di Sternatìa le famiglie Dell'Acaya, Acquaviva, San Giorgio, Caracciolo.
Nel 1481 Sternatìa contribuì attivamente alle operazioni militari volte alla cacciata dei turchi da Otranto. Il paese ospitò le milizie aragonesi di Alfonso d'Aragona, duca di Calabria, futuro re di Napoli, e le truppe di Giulio Antonio Acquaviva, conte di Conversano.
Nel 1593 fu barone di Sternatìa Girolamo Personè. La famiglia Cicala governò Sternatìa dopo Girolamo Personè, è tutt'ora vivido, nel ricordo comune dei sternatesi, l'esercizio dei diritti feudali da parte di questa famiglia, come, per esempio, quello dello jus primae noctis. Tuttavia della stessa famiglia fa parte il grande poeta Girolamo Cicala, che lasciò una traccia significativa nella storia della letteratura italiana.
Nel 1733 ai Cicala subentrano i Granafei che mantennero il governo, con il titolo marchesale, fino alla fine della feudalità nel 1806. Uno degli ultimi discendenti: Donato Maria Granafei, fu un convinto carbonaro, e diede origine alla setta dei "Filadelfi" nel 1820. Oggi Sternatìa ha un'economia basata prevalentemente su agricoltura ed allevamento.
San Giorgio Martire, festeggiato il 22 agosto, è il patrono di Sternatìa. San Giorgio, giovane guerriero della Cappadocia, secondo la leggenda, combatté contro un gigantesco drago e lo uccise, salvando tutti coloro che ne soffrivano le crudeltà.