Vào đầu thời nhà Nguyễn, phần đất xã Tam Hiệp ngày nay thuộc các xã, thôn của hai tổng Quang Liệt (thôn Tự Liệt) và Cổ Điển (2 thôn Huỳnh Cung, Yên Ngưu)[3] huyện Thanh Trì phủ Thường Tín trấn Sơn Nam Thượng. Năm 1831, vùng đất Tam Hiệp ngày nay cùng với cả phủ Thường Tín được chuyển sang thuộc tỉnh Hà Nội. Làng Huỳnh Cung của xã là nơi Chu Văn An từng mở trường dạy học (nơi xuất hiện câu truyện thần thoại Học trò thủy thần).

Tại Nghĩa trang Văn Điển trên đất xã Tam Hiệp, vào năm 1962 các nhà khảo cổ đã phát hiện và khai quật (các năm 1962, 1964, 1966) một di chỉ khảo cổ thuộc thời đại hậu kỳ đồ đá mới, có niên đại từ 4000-3500 năm trước thuộc văn hóa Phùng Nguyên, đặt tên là di chỉ Văn Điển.[4]