Aucune trace matérielle d'une occupation au Paléolithique n'a été retrouvée sur la commune (seulement trois haches polies du Néolithique). Cependant, l'Atlas des Patrimoines recense 14 enclos d'âge indéterminé (Basse Nardière ; Guéneraie ; Charpentraie ; Jalletière ; Pineau ; Braudière, etc.), un enclos de l'âge du bronze à la Petite Charpentraie ainsi que quatre fosses dont deux à la Jalletière, attestant d'une occupation ancienne du territoire. Par ailleurs, la récente couverture Lidar du Maine-et-Loire révèle une forme circulaire d'environ 40 mètres de diamètre dans le bois attenant à la ferme du Gât.

Selon l'historien Teddy Véron, une chapelle Saint-Laurent est mentionnée dans une charte datée de 1049-1055 indiquant que l'Evêque d'Angers possédait des droits de sépulture et d'oblations sur cette chapelle dépendante de la seigneurie épiscopale de Chalonnes (églises mères de Saint-Maurille et Saint-Pierre). Peu après, un Hugo, presbiter de Sancto Laurentio, [Hugues, prêtre de Saint-Laurent] est cité dans un acte, daté de 1047-1064 par Olivier Guillot, pour une souscription d'une terre proche du château de Chalonnes. Le territoire a pu être érigé en paroisse dès cette époque à la suite de l'intégration du pagus des Mauges au comté d'Anjou. Si tel est le cas, un bourg autour de l'église a dû se former par la suite. Quoi qu'il en soit, la paroisse est avérée au début du XIIIe siècle : une archive de 1215 mentionne un don du seigneur du Plessis-Beuvereau au curé de Saint-Laurent au sujet d'un presbytère à proximité de l'église (voir notice de l'ancien presbytère). La formation du nom de la commune résulte vraisemblablement d'un assemblage entre son vocable, Sanctus Laurentius, et la topographie de son lieu d'implantation en plateau. Il semble que son orthographe se fixe durant le Moyen-Âge, Célestin Port cite un Sanctus Laurentius de Plana en 1517 et en 1676.

Les principales terres seigneuriales de la paroisse étaient celles de la Jalletière, du Pineau, du Plessis-Raymond et du Plessis-Beuvreau (voir les notices correspondantes). L'Atlas des patrimoines pointe une motte castrale à proximité du château du Pineau, ainsi que le château fort du Plessis-Raymond et le manoir, maison forte du Plessis-Beuvreau. Les archives attribuent la fondation de la paroisse à la seigneurie de la Jalletière qui relevait principalement au XVe siècle à foi et hommage de la châtellenie de la Jumellière. L'abbé Guinhut indique qu'elle comprenait "l'église paroissiale de Saint-Laurent, le presbytère, un grand nombre de maisons dans le bourg et quatre métairies : la Jaltière, la Bassenardière, le Mirandeau et la Guinière de Chalonnes." En était seigneur Guillaume de la Rivière de Beaupréau et Marie Chapronne entre 1438 et 1450. Le domaine appartient ensuite à leur fille Jeanne de la Rivière et son époux Jean IV de Sanzay, vicomte héréditaire du Poitou, fils de Robert de Sanzay. Leur fils, René 1er de Sanzay, chevalier, vendit le domaine en 1542 à René Erreau, seigneur de la Névoire (Chalonnes). En 1604, la seigneurie appartient à Renée de Pincé puis en 1618 à Michel de Buchery, avocat à la cour du Parlement de Paris, et son épouse Renée Beaussait. Ils la vendent cette année-là à Claude de Montours, seigneur du Pineau sur la paroisse. L'acte de vente précise "le lieu, terre et seigneurie de la Jaitière située en la paroisse de Saint-Laurent-de-la-Plaine et autres paroisses circonvoisines, composée de vieilles masures et maisons, granges, jardins, pourpris, étangs, bois de haute futaie et taillables, garennes et près, fiefs de la Jailtière, et de la Varanne, hommes, sujets, cens, rentes et devoirs appartenant de présent à ladite terre, droits de fondation et prééminence en l'église de Saint-Laurent-de-la-Plaine et droit de présenter la chapelle et autres droits honorifiques et profitables, pour la somme de 500 livres de rente amortissable et rachetable pour 10 000 livres dans neuf ans, outre les autres charges rapportées audit contrat". Par ailleurs, lors d'un procès en 1630 entre le seigneur du Pineau et de la Jalletière, Claude de Montours, et le seigneur du Plessis-Beuvreau, concernant les droits honorifiques de l'église paroissiale, les droits sont bien maintenus au seigneur de la Jalletière (voir notice bourg, partie sur l'ancienne église). Le logis seigneurial de la Jalletière, ruiné avant le XVIIe siècle, n'existe plus aujourd'hui.

À la fin du Moyen Âge, le territoire est parcouru par nombre de métairies (Pinelier, Chênebaudière, Fumoire, Groseiller, Petite Philippière, Gourdonnière, Grande-Braudière, etc.) et une borderie connue : la Douarderie. Certaines, majoritairement situées au sud, dépendaient notamment des seigneuries alentours du Plessis Raimond, du Pineau et du Plessis-Beuvreau. Voir notice fermes et maisons. En 1790, l'état des biens nationaux situés dans la paroisse de Saint-Laurent-de-la-Plaine qui recense les rentes foncières que devaient verser les exploitations agricoles indique une production quasiment exclusive de blés et de seigles. Seuls "quinze boisseaux de froment" sont indiqués sur le domaine du Plessis-Raymond et "cinquante cinq boisseaux d'avoine" sur la métairie de la Fumoire, nécessitant pour leur culture un sol sédimentaire plus riche qu'on retrouve plutôt aux bords des cours d'eau. À cette époque, l'usage qui prévalait était celui d'une agriculture extensive, avec une rotation des parcelles exploitées et la mise en jachère de ces terres en végétation spontanée, dites "terres landaises", durant une période de cinq à sept ans. Ces exploitations sont qualifiées "d'agro-pastorales", où l'élevage est subordonné à la production céréalière, ayant pour principale finalité de "garantir en priorité la survie de l’exploitation par la régénération nécessaires des bêtes indispensables pour tracter les instruments de labour et nécessaires pour se procurer le précieux fumier" d'après Michel Le Mené.

Au XVIIIe siècle, Saint-Laurent-de-la-Plaine dépendait du doyenné des Mauges, de l'élection et de la sénéchaussée d'Angers et, en 1788, du district de Beaupréau avant d'être rattaché en 1790 à celui de Saint-Florent. En 1720-26, la population de la paroisse s'élevait à 816 habitants puis à 1 300 habitants en 1790. À la Révolution, la paroisse subit vraisemblablement des pillages et des incendies partiels dès novembre 1793 par les Républicains. Le dimanche 26 janvier 1794, le bourg puis les terres seigneuriales et les métairies sont incendiés par les colonnes infernales (colonne n° 6) du Général Moulin comprenant environ 500 hommes suivant les ordres du général Turreau : " On emploiera tous les moyens de découvrir les rebelles : tous seront passés au fil de la baïonnette ; les villes, métairies, bois, landes, genêts et généralement tout ce qui peut être brûlé seront livrés aux flammes. […] Aucun village ou métairie ne pourra être brûlé qu'on n'en ait auparavant enlevé tous les grains, battus ou en gerbes, et généralement tous les objets de subsistance ; et supposant que l'enlèvement de ces objets éprouvât quelque retard et empêchât qu'on ne brûlât sur le champ les villages et métairies qu'on doit incendier, les colonnes les épargneront pour ne pas différer leur marche […]". Dans les correspondances du 27 janvier 1794 du général Moulin au général Turreau, il indique le matin : […] je n'ai pu me rendre qu'à Saint-Laurent où je suis encore bivouaqué, n'ayant pu partir de Chalonnes [la vieille] qu'à onze heures et demie, faute de pain […] au moment où je t'écris, je suis dans le même cas, le pain n'arrive pas et il est 8 heures du matin" et le soir "Je me suis établi au ci-devant château du Plantis qui a été brûlé […] Quant à Saint-Laurent il n'y existe plus une maison". Selon les témoignages rapportés par l'abbé Guinhut, seules "trois ou quatre maisons étaient demeurées intactes [dans le bourg] : une maison située aux Airaux, la maison du chirurgien Cady et le presbytère qui servait de corps de garde. Les bleus en partant y avait mis le feu, mais des hommes cachés non loin de là accoururent à temps pour l'éteindre". Des actes de vente de propriétés en limite du XIXe siècle et les registres cadastraux de 1827 font également état de ces destructions. Les châteaux médiévaux du Plessis-Raymond et du Pineau sont entièrement incendiés ; ils sont partiellement reconstruits au XIXe siècle. Seuls quelques vestiges des douves et le château du Plessis-Beuvreau en réchappent. La chapelle Notre-Dame de Charité est entièrement démolie "murs, charpente et couverture" le 29 août 1791 par la garde nationale, elle est rebâtie in situ entre 1817 et 1820 (voir notice correspondante).

Au XIXe siècle, l'économie de Saint-Laurent-de-la-Plaine reste majoritairement tournée vers l'agriculture. En 1886, sur 1 060 habitants, 756 vivent directement ou indirectement de l'agriculture (71 %) dont 630 résidant dans les écarts et les fermes contre seulement 429 dans le bourg. À cette période, l'essor de l'industrie engendre des innovations techniques et organisationnelles des exploitations agricoles : des comités d'agriculture se forment, portés par de grands propriétaires fonciers progressistes, qui encouragent le défrichement, la sélection du bétail, l'utilisation d'engrais, et la stabulation des bêtes. Sur la commune, les fermes sont notamment modernisées par Alexandre Garreau du Plessis-Raymond, Édouard Désiré de La Planche du Pineau, Léopold de la Croix de Beaurepos du Plessis-Beuvreau ou encore Jules-Émile Bordier, banquier fortuné du château Houssaye (Saint-Laurent-du-Mottay), qui bâtit sans doute les granges à nef de la Grande Rogerie. Voir notice sur les maisons et les fermes de la commune.

Dès 1861, le département décrète l'établissement et l'exploitation de voies ferrées en Anjou d'intérêt public et local. D'abord pensé pour relier Nantes à Poitiers et Angers à Niort en passant par Cholet, le réseau est finalement revu pour joindre Nantes à Chalonnes en passant par Beaupréau et Beaupréau à Cholet. La commune de Saint-Laurent-de-la-Plaine figurait sur le tracé de ce projet mais n'était à l'origine pas desservie par une gare, ce qui suscita des questionnements en conseil municipal quant à l'intérêt d'accepter le passage de la ligne sur leur territoire. En 1882, les conseils des arrondissements de Nantes et de Cholet regrettent "la création si longtemps retardée" du réseau par l'Etat et Cholet expose la demande de concession de la construction à voie normale de ces lignes de l'Ingénieur civil Thomas, domicilié à Nantes. Sollicitée par ce dernier, la commune appuie cette demande : "le conseil émet le vœu qui à défaut par l'Etat d'être en mesure de donner suite aux études achevés, la ligne de Nantes à Chalonnes et de Beaupréau à Cholet […], soit concédée à une compagnie qui l'exécutera dans un délai déterminé". C'est finalement la Compagnie des Chemins de fer de l'Anjou (C.F.A), fondée en 1890, qui obtient la concession et présente un plan de réseau ferré à voie étroite connu sous le nom de Petit Anjou. Ce tracé, qui dessert le réseau précédemment cité, ne comprend toujours pas de station (seulement une halte) à Saint-Laurent-de-la-Plaine. Cette "situation désavantageuse" est soulignée par le maire de la commune qui dépose en 1895 une demande d'établissement d'une gare dans le bourg de Saint-Laurent-de-la-Plaine à la commission des chemins de fer, qu'il justifie par le chiffre d'affaire élevé de la commune produit par ses secteurs économiques : meunerie, production agricole… (voir sollicitation en annexe). Cette démarche est même appuyée par une pétition des habitants de Saint-Christine, commune voisine qui ne figure pas sur le tracé du réseau (pourtant plus proche de la gare de Bourgneuf). Des jugements d'expropriation des propriétés situées sur le tracé sont émis en 1897 et la gare, dont la construction leur a été accordée, est bâtie vers 1899 (elle ne l'était toujours pas octobre 1898), pleinement ouverte aux passagers et marchandises en 1900. L'inauguration de l'entièreté du réseau a lieu le samedi 26 août 1899. Le réseau est totalement fermé le 18 octobre 1947, la gare est aujourd'hui intégrée comme maison dans le tissu urbain (2024 B 1722).

En 1886, la population totale était de 1060 habitants répartis dans 257 maisons dont 429 habitants dans le bourg et 630 habitants de façon éparse (écarts, lieu-dit). Les plus gros hameaux de la commune étaient ceux du chemin du Puy (97 habitants, 18 maisons), de la Guéneraie (66 habitants, 14 maisons) et du chemin de la Jalletière (49 habitants, 9 maisons). Dès l'aube du XXe siècle, l'élevage bovin prend une place prépondérante dans l'agriculture. Le bourg possède une structure commerciale attractive, le paysage est notamment marqué depuis 1947 par l'installation des Ateliers Perrault dans le quartier de Varenne (voir notice). En 1990, la population totale était de 1 397 habitants, pour environ 300 maisons dans le bourg ; elle atteignait 1 723 habitants en 2013.