Des tombes attestent de l'occupation du site de Bernolsheim dès l'époque galloromaine. La première trace écrite se trouve dans le cartulaire de l'Abbaye de Fulda en 798. Cette abbaye située en Hesse recevant un don d'Adalric située à "Beroldasheim villa".
Après l'avènement des Hasbourg en 1272, Bernolsheim devient village d'empire et intègre le Grand Bailliage de Haguenau (Landvogtei) ce qui explique qu'il reste catholique bien qu'il fut confié en fief à partir de 1332 aux Lichtenberg puis aux Lampertheim. Bernolsheim fera partie de la prévôté de Batzendorf (Schultheissenamt) jusqu'en 1789.
En 1476, la commune compte 19 familles. En 1637, durant la guerre de Trente Ans, les bernolsheimois durent se réfugier à Schiltigheim pour échapper aux combats et en 1664, le village souffre des incendies provoqués par les troupes de Turenne.
Durant la période révolutionnaire, Bernolsheim se fera remarquer à plusieurs reprises (1795, 1796, 1798) par son soutien à la religion et aux prêtres non-jureurs.
L'électricité est installée à Bernolsheim en 1926 et l'eau courante en 1965.