„Westheim" - „Kaltenwesten" - „Neckarwestheim"
Der alte Name von Neckarwestheim „Westheim“ weist auf eine Gründung als Siedlung der zweiten fränkischen Landnahme um das 8. Jahrhundert hin. Archäologische Funde, wie z.B. das hallstattzeitliche Grabhügelfeld im Gewann Bühl, geben jedoch Anlass zu der Vermutung, dass sich bereits lange davor Menschen hier niederließen.
Wappen Neckarwestheim
In gespaltenem Schild links auf silbernem (weißen) Grund ein grüner Laubkranz, rechts auf grün ein silberner (weißer) Spaten.
Die Wappenfiguren, deren Bedeutung nicht bekannt ist, sind bereits in einem nicht wappenkundlichen Siegelbild im Fleckensiegel von 1684 belegt. In späteren Siegeln und Stempeln ist der Spaten, der im Jahre 1853 als „Waschholz“ bezeichnet wurde, mit einem Herzogshut beziehungsweise mit den württembergischen Hirschstangen als Symbolen der Landesherrschaft verbunden. Im Jahre 1938 legte die Gemeinde, die bis 1884 Kaltenwesten geheißen hatte, das jetzige Wappen fest. Es wurde zusammen mit der Flagge vom Innenministerium am 4. März 1963 verliehen.
Als „Westeim" (Westheim) ist der Ort erstmals am 5. März 1123 urkundlich erwähnt worden. Kaiser Heinrich V. bestätigte den Besitz des vom Erzbischof Bruno von Trier gestifteten Klosters Odenheim, welches hier Eigentum hatte. Der größte Teil des Dorfes war damals im Besitz der Grafen von Lauffen. Nach dem Aussterben dieses Geschlechts im 13. Jahrhundert fiel ein Teil des Ortes an die Herren von Liebenstein, die ihre Herrschaft auf der Markung durch Käufe erweiterten.
1511 erwarben die Grafen von Eberstein (bei Baden-Baden) eine Hälfte des Ortes, die später an die Markgrafen von Baden gelangte. 1673 und 1678 verkauften die untereinander zerstrittenen Herren von Liebenstein ihre Herrschaft an den Herzog von Württemberg; der badische Anteil am inzwischen als „Kaltenwesten" bezeichneten Dorfes blieb als Lehen bei den Liebensteinern, war aber an Württemberg vertraglich verpfändet.
Bis 1807 gehörte Kaltenwesten zum Stabsamt Liebenstein. Nach nur dreijähriger Zugehörigkeit zum Oberamt Bietigheim gelangte es zum Oberamt Besigheim. Die Verwaltungsreform im Jahre 1938 ordnete den mit königlichem Erlass vom 19.08.1884 Neckarwestheim genannten Ort dem Landkreis Heilbronn zu.
Die Geschichtsquellen aus dem Beginn der Neuzeit sind leider recht dürftig. Der Bauernkrieg scheint am Dorf glimpflich vorüber gegangen zu sein. In der Folge entließ Friedrich von Liebenstein als Grundherr seine Bauern aus der Leibeigenschaft (1529) und minderte auch einige Fronen. Seine Nachfahren gingen jedoch mit ihren Untertanen weniger freundlich um, so dass die Bauern am Ende des 16. Jahrhunderts gegen ihre Herrschaft zu rebellieren versuchten.
Nach dem Dreißigjährigen Krieg war die verbliebene Einwohnerschaft wirtschaftlich zerrüttet. In dieser Situation versuchten die Grundherren abgegebene Rechte zurück zu erlangen. Für überhöhten "Übersauf" (eine Art Verzinsung) geliehene Frucht und Geld mussten die Kaltenwestener ihre Mühle an die Herren von Liebenstein abtreten. Selbst die Einnahmen aus dem Umgeld wurde den Einwohnern zeitweilig entzogen.
Unter württembergischer Herrschaft besserten sich die Verhältnisse nach und nach. Der Herzog hielt zwar an seinen erworbenen Rechten fest, aber statt ungezügelter Willkür gab es nun immerhin Rechtssicherheit. Ungemach brachten jedoch mehrere Kriege, 1793 war in Kaltenwesten gar das Hauptquartier der einmarschierten französischen Truppen.
Auf Wirtschaftsnöte in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts folgte nach der Ablösung des Zehnten und langsamen Aufleben des Gewerbes eine Besserung der Verhältnisse. Hauptanteil daran hatte der Steinbruch der Portlandzementwerke, der vielen Neckarwestheimern bis in die 1960er Jahre Erwerbsmöglichkeit am Ort gab.
In den Jahren nach dem Zweiten Weltkrieg änderte sich die Zusammensetzung der Bevölkerung des Dorfes. Der überwiegend durch Landwirtschaft und Weinbau geprägte Ort musste wie die anderen Siedlungen des Unterlandes viele Flüchtlinge und Vertriebene aufnehmen, die überwiegend als Pendler in den sich entwickelnden Betrieben der Ballungsräume in der Region ihren Unterhalt verdienten. Mit der Baulanderschließung und der Eigenheimförderung zogen weitere Neubürger zu. 1979 wurden zum ersten Mal mehr als 2000 Einwohner gezählt.
Nicht konfliktfrei, aber für das Steueraufkommen Neckarwestheims von Vorteil, entstand auf dem Gelände eines ehemaligen Kalksteinbruchs der Portland-Zementwerke Lauffen in den 70er Jahren das Gemeinschaftskernkraftwerk Neckarwestheim. Die Steuereinnahmen stiegen. Bei den zur selben Zeit angestellten Überlegungen für eine Verwaltungsreform im Landkreis Heilbronn konnte Neckarwestheim seine Eigenständigkeit bewahren.
Das Ortsbild hat sich gewaltig gewandelt. In der Beschreibung des Dorfes Kaltenwesten hieß es noch 1853: „Der unregelmäßig angelegte, ziemlich unebene Ort, dessen Gebäude meist alt und unansehnlich sind, ist mit einer Mauer umgeben, an der drei Thore sich befanden . . . " „Vermöge der hohen Lage des Ortes ist die Luft gesund und rein, daher auch die Einwohner sich im allgemeinen einer guten Gesundheit erfreuen und selten von epidemischen Krankheiten heimgesucht werden. Viele Personen erreichen ein Alter von 70/80 Jahren und sterben dann an Nachlass der Natur, ohne je krank gewesen zu sein." ... „Die Einwohner sind verständig und gewandt im Umgang, und könnten sich im Allgemeinen bei mehr Sparsamkeit in besseren ökonomischen Verhältnissen befinden. Ihre Haupterwerbsquellen sind Ackerbau, Weinbau und Viehzucht."