Im Bereich der Gemarkung des späteren Dorfes Lay wurden 1984 die Reste eines römischen Gutshofes gefunden. Auch in fränkischer Zeit haben Menschen hier gelebt. Dies beweisen einige fränkische Gräber aus dem 5. bis 7. Jahrhundert, die in der Nähe des römischen Gutshofes gefunden wurden.
Urkundlich erwähnt wird das Dorf Lay im Jahre 803 in einer Schenkungsurkunde der Nonne Aba zugunsten der Stadt Boppard.
Im Jahr 1019 schenkte Kaiser Heinrich II. den Ort Legia samt dem Kirchenpatronat dem Kloster Kaufungen. Doch bereits 1095 fiel der Ort größtenteils an die Abtei Siegburg. Im Jahre 1440 übernahm das Stift Münstermaifeld in der Eifel das Patronat der Pfarrkirche von Lay. Daneben gehörten zahlreichen anderen Klöstern und Stiften, u.a. der Abtei Nivelles, dort Dinghöfe und Besitzungen, die meist aus Adelsbesitz erworben worden waren. Ende des 18. Jahrhunderts hatten noch die Herren von der Leyen zu Adendorf, die Herren von Breidbach-Bürresheim und die Herren von Hunoltstein ein adliges Grundgericht.
Politisch gehörte der Ort zum Erzstift Trier und war dem kurtrierischen Amt Koblenz zugeteilt. 1766 wurde dessen Zuständigkeit dem Amt Ehrenbreitstein überwiesen.
In der Zeit der Besetzung der Rheinlande durch die Franzosen zu Ende des 18. Jahrhunderts, wurde Lay 1801 dem Kanton Rübenach unterstellt. Nach dem Abzug der Franzosen und dem Wiener Kongress (1815) gehörte Lay zum Königreich Preussen und wurde dem neugeschaffenen Landkreis Koblenz zugeordnet.
Seit dem 7. November 1970 ist Lay Teil der Stadt Koblenz.