Mehrere Fundstücke belegen, dass der Remagener Stadtteil Unkelbach, in einem Seitental des Rheins gelegen, schon seit der Jungsteinzeit besiedelt war. Auch Römer und Franken haben hier Grabstätten hinterlassen. Der Ort selbst wurde im Jahr 853 erstmals unter dem Namen "Unchaberhi" erwähnt. Als ursprünglicher Siedlungskern ist der sogenannte "Grafenhof" zu sehen, der von der Familie von der Mielen betrieben wurde. Die Grafen ließen hier im 13. Jahrhundert auch die "Mielenburg" errichten, eine 30 mal 40m große, von Gräben umgebene Anlage, die allerdings schon bald verwüstet wurde. Heute erinnern außer einigen Mauerresten nur noch die Flurnamen "Auf der Burgmauer" und "Alte Burg" an sie. Nach dem Erlöschen der Familie fiel ihr Besitz an das Kloster Heisterbach.

Im Mittelalter war unter anderem die Abtei Deutz in Unkelbach begütert. Die Dorfbewohner hatten seit dem 13. Jahrhundert ein eigenes, von Mönchen errichtetes Gotteshaus, das dem Heiligen Remigius geweiht war. Seit dem Jahr 1550 gehörte die Gemeinde zum Herzogtum Jülich-Berg und verblieb dort, bis die französischen Revolutionstruppen im Jahr 1794 die Gebiete links des Rheins eroberten. Nach der Niederlage Napoleons kam Unkelbach unter preußische Verwaltung.

Im Jahr 1822 begann man damit, den nahegelegenen Basaltsteinbruch am "Dungkopf" auszubeuten, der bis zu seiner Stilllegung im Jahr 1997 eine wichtige Einnahmequelle der Gemeinde bleiben sollte. Der wirtschaftliche Aufschwung ermöglichte auch den Neubau des mittlerweile zu klein gewordenen Gotteshauses. Die heutige Kirche St. Remigius wurde in den Jahren 1898-1903 im Stil des Historismus erbaut. Besonders sehenswert ist die kostbare "Unkelbacher Madonna", die zur Ausstattung des Vorgängerbaus gehörte. Sie wurde um das Jahr 1250 geschnitzt und wird heute hinter Glas ausgestellt.

Wie viele Gemeinden entlang des unteren Mittelrheins wurde auch Unkelbach am Ende des 19. Jahrhunderts von der Reblauskatastrophe heimgesucht. Die wirtschaftliche Lage der Winzer wurde mit jedem ausfallenden Jahrgang schwieriger, viele Betriebe gingen ein oder stellten sich auf Obstanbau um. In Unkelbach gab der letzte Weinbauer im Jahr 1907 auf. Heute gibt es infolge des Strukturwandels keine landwirtschaftlichen Betriebe mehr in der seit 1969 zur Stadt Remagen gehörenden Gemeinde.