Området rundt Jambol har hatt bosetting siden neolittisk tid. Dagens Jambol ble først grunnlagt som romersk by i år 293 av den romerske keiseren Diokletian, under navnet . Med den bulgarske ekspansjonen på slutten av 500-tallet og opprettelsen av det første bulgarske riket i 681, ble Jambol, sammen med hele område syd for Balkanfjellene (det antikke Hemus), en del av Bulgaria på begynnelsen av 700-tallet. I 1373 ble Jambol erobret av tyrkere og underlagt Det osmanske riket, hvor byen vokste til et viktig regionalt senter. Byen ble befridd av russiske styrker i 1878, hvorpå den ble en del av det autonome Øst-Rumelia, som deretter i 1886 ble forent med resten av Bulgaria (dagens bulgarske stat).