Aus dem Jahr 1535 ist das Gau-Weinheimer Weistum überliefert, das neben den gerichtlichen Regelungen, auch eine Müller-, Bäcker- und Feldmesserordnung enthielt. Das Weistum lag immer auf der Bürgermeisterei und war für alle Ortseinwohner*innen zur Ansicht zugänglich. Das Original des Gau-Weinheimer Weistums ging im Zuge des Zweiten Weltkrieges verloren. Eine Abschrift, die 1920 von Franz Joseph Spang angefertigt wurde, ist hingegen heute noch erhalten. [Anm. 5]

Unter Kurfürst Friedrich II. wurde ab 1546 die Reformation in den kurpfälzischen Gebieten vorangetrieben, sodass auch kurpfälzische Dörfer wie Gau-Weinheim bald reformatorisch waren. Die zunehmenden Spannungen zwischen Katholiken und Protestanten boten Anfang des 17. Jahrhunderts den religiösen Vorwand für den blutigen Machtkampf der europäischen Mächte, der 1618 zum Ausbruch des Dreißigjährigen Krieges (1618 – 1648) führte. Im Sommer 1620 eroberten spanische Truppen die linksrheinische Pfalz und ließen wieder katholische Gottesdienste in der Umgebung stattfinden. Im Jahr 1630 griff der schwedische König Gustav Adolf in den Krieg ein und überschritt 1631 den Rhein, wodurch der reformierte Glauben in den kurpfälzischen Gebieten wieder Fuß fassen konnte. Nach der Niederlage der schwedischen Truppen 1634 bei der Schlacht von Nördlingen und deren darauffolgender Rückzug wurde erneut der Katholizismus verbreitet. Rheinhessen gehörte im Dreißigjährigen Krieg zu den am stärksten vom Krieg betroffenen Gebieten. Neben den andauernden Kriegsgräueln führten Hungersnöte, mangelnde Hygiene und die Verwilderung der Umgebung zu Problemen für die Bevölkerung und viele Dörfer wurden für die Zeit des Krieges komplett verlassen. Erst mit dem Westfälischen Frieden 1648 wurde die Kurpfalz und die reformierte Kirche in Rheinhessen wieder hergestellt.

Die Friedenszeit währte nur wenige Jahre, bevor die Eroberungspläne des französischen Königs Ludwig XIV. zum Ausbruch des Französisch-Niederländischen Krieges (1672 – 1678) führte und erneut Konflikte an den Rhein brachte. Nur wenige Jahre später brach der Pfälzische Erbfolgekrieg (1688 – 1697) aus und das linksrheinische Gebiet wurde erneut von französischen Truppen besetzt. Als sich ein längerer Krieg abzeichnete, ließ der französische König die rechtsrheinische Pfalz und die angrenzenden Gebiete systematisch brandschatzen und Dörfer, Burgen und Festungen zerstören. Später folgte auch die systematische Zerstörung des linksrheinischen Gebietes und vor allem der Oberämter Oppenheim und Alzey, zu dem auch Gau-Weinheim gehörte. Nach dem Frieden von Rijswijk 1697 dauerte es Jahrzehnte, bis die zerstörten Orte wieder vollständig aufgebaut werden konnten.

Trotz der langjährigen Kriegsgräuel in den linksrheinischen Gebieten, nahmen die religiösen Spannungen in den pfälzischen Dörfern nur wenig ab. Am 29. Oktober 1698 ließ der pfälzische Kurfürst Johann Wilhelm für die Kirchen seines Herrschaftsbereiches das Simultaneum einrichten, sodass alle Kirche von Reformierten, Katholiken und Lutheranern gleichzeitig genutzt wurden. So wurde auch die Gau-Weinheimer Kirche St. Katharina über mehrere Jahre simultan genutzt. Ab 1705 wurden die pfälzischen Kirchen in der Pfälzischen Kirchenteilung zwischen Reformierten und Katholiken aufgeteilt. Da der Anteil von Katholiken und Reformierten in Gau-Weinheim etwa gleich groß waren, wurde per Los entschieden, dass die Gau-Weinheimer Kirche den Katholiken zugesprochen wurde. Die reformierte Gemeinde richtete sich daraufhin eine alte Scheune in der Nähe des Pfarrhauses als Gotteshaus her und wurde der Gemeinde in Wolfsheim als Filialgemeinde zugeordnet.

Im Jahr 1740 wurde die katholische Kirche St. Katharina unter Wiederverwendung älteren Baumaterials umgebaut und durch einen barocken Chor erweitert. 1749 gestaltete man auch den Gemeindeturm um, der mit einem verschieferten Helm versehen und zu einem Glockenturm umgebaut wurde. In der Folge diente sein Geläut für mehrere Jahrzehnte beiden Gau-Weinheimer Kirchengemeinden gemeinsam. [Anm. 6]

Nach dem Ende des Zweiten Weltkrieges gehörte Gau-Weinheim zur französischen Besatzungszone. Ein allgemeiner Mangel an Lebensmitteln und anderen lebensnotwendigen Dingen erschwerten die Situation in der direkten Nachkriegszeit. Erst die Währungsreform 1948 konnte die wirtschaftliche Lage schließlich nachhaltig entspannen. Einige der nach Gau-Weinheim geflüchteten oder evakuierten Menschen verblieben auch nach dem Ende des Krieges im Ort und siedelten sich dauerhaft an. Die Franzosen verwalteten ihre Zone nach militärischen Regeln und verließen sich weitgehend auf unbelastete Deutsche, die nicht für das NS-Regime gearbeitet hatten. Die erste Gemeindewahl der Nachkriegszeit fand in Gau-Weinheim am 15. September 1946 statt. Bereits am 30. August 1946 war auf französische Verordnung das Bundesland Rheinland-Pfalz gegründet worden, dessen Verfassung am 18. Mai 1947 angenommen wurde. An diesem Termin fand auch die erste Landtagswahl des neugegründeten Bundeslandes statt, bei der in Gau-Weinheim die CDU mit 131 Stimmen (von 180 gültigen Stimmen) eine deutliche Mehrheit erhielt.

Nachdem es bereits 1945 nach offiziellem Ende der Kampfhandlungen eine Selbsthilfeorganisation für Kriegsbeschädigte und Kriegshinterbliebene gegeben hatte, wurde 1950 der Gau-Weinheimer Ortsverband VdK (Verband der Kriegs- und Wehrdienstopfer, Sozialhilfe- und Rentenempfänger Deutschland e.V.) gegründet. Im Jahr 1956 wurde in Gau-Weinheim ein Ehrenmahl für die Gefallenen und Verschollenen des Ortes in beiden Weltkriegen errichtet, das noch im selben Jahr feierlich eingeweiht werden konnte. [Anm. 12]

1967 konnte das 1200-jährige Jubiläum der urkundlichen Erstnennung von Gau-Weinheim gefeiert werden. 1969 wurde das neue katholische Jugend- und Pfarrheim eingeweiht und die Innenrenovierung der Pfarrkirche abgeschlossen. 1970 wurde die Gau-Weinheimer Volksschule aufgelöst und die Gau-Weinheimer Schulkinder gehörten nun zum neugegründeten Schulverband Wallertheim. Im Jahr 1972 trat die rheinland-pfälzische Verwaltungsreform in Kraft. Seitdem ist Gau-Weinheim zusammen mit Armsheim, Ensheim, Gabsheim, Partenheim, Saulheim, Schornsheim, Spiesheim, Sulzheim, Udenheim, Vendersheim, Wallertheim und Wörrstadt Teil der Verbandsgemeinde Wörrstadt.

1982 wurde durch den Beschluss des Ortsgemeinderates das Ortswappen eingeführt. Dieses geht auf das überlieferte Gerichtssiegel von 1536 und 1596 zurück. Das Wappen zeigt auf einem silbernen Grund eine gehenkelte blaue Weinkanne zwischen zwei roten Weinleitern. Diese Weinleitern waren noch nicht Teil der frühneuzeitlichen Gerichtssiegel, bei denen die Weinkanne von zwei Weinbäumen flankiert war. Das Ortswappen zeigt die deutliche Verbindung der Ortschaft mit dem Weinbau, dem Hauptgeschäftszweig der Einwohner*innen, und ist gleichzeitig ein Symbol für den Ortsnamen.

Die Gau-Weinheimer Bevölkerung wuchs nach den Verlusten des Zweiten Weltkriegs bis 1955 wieder zu etwa 500 Einwohner*innen an. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts stieg dies noch weiter an, sodass 1968 527 Einwohner*innen in Gau-Weinheim lebten. Dieses Wachstum führte zur Ausweisung von Neubaugebieten. 1989 wurde das Neubaugebiet „Im Wallertheimer Weg“ und zwischen 1995 und 2004 das Neubaugebiet „Am Böllberg“ ausgewiesen. Die Bevölkerungsgröße von Gau-Weinheim wuchs bis 2016 auf 597 Bewohner*innen und Ende 2020 auf 602 Einwohner*innen an.

Das 1250-jährige Ortsjubiläum konnte 2017 festlich begangen werden.