A la espera de los datos que puedan aportar las investigaciones arqueológicas que vienen efectuándose en este municipio, los restos de poblamiento de época prehistórica se limitan a la presencia de grabados esquemáticos rupestres en la cueva de Arín, de cronología incierta. Los hallazgos de restos cerámicos en las cuevas de la Casetona y Cuevona-Nando en Ajo podrían deberse a una ocupación de la Edad del Bronce.
Al igual que ocurre en el resto de los municipios trasmeranos, los lugares de Bareyo, Ajo y Güemes aparecen citados en el siglo XI en el cartulario de la Abadía de Santa María de Puerto de Santoña, que ejercía su dominio sobre toda esta parte de la geografía regional. En la Baja Edad Media, estos lugares aparecen ligados al señorío de los Agüero.

Ya en el siglo XIX, con el advenimiento del estado constitucional, se configuró como uno de los distritos segregados de la Junta de las Siete Villas y, con el nombre de Ajo, se convirtió en ayuntamiento para, a continuación, pasar a denominarse Bareyo, con capital en la localidad de Ajo.
La localidad de Bareyo, que da nombre a todo el municipio, conserva uno de los más bellos edificios de la Edad Media de Cantabria: la iglesia de Santa María de Bareyo. Es una espléndida construcción románica de fines del siglo XII, en la que destaca la calidad de sus esculturas en relieve en capiteles, y la pila bautismal, una de las mejores del románico regional.

Del siglo XVI hay edificios de menor interés, como la ermita de San Pedruco en Ajo, de estilo gótico tardío, al igual que la ermita de San Julian en Güemes. De inicios del siglo XVII son el Convento de San Ildefonso en Ajo y la iglesia parroquial de Güemes.

La iglesia parroquial de Ajo es un gran edificio del siglo XVII, importante por su monumentalidad. Destaca en su interior el gran calvario del siglo XVIII.

El conjunto monumental de Ajo es un bello ejemplo de arquitectura barroca montañesa, con bellas casonas nobles y casas populares de indudable interés.

También en el municipio se conserva el Molino de la Venera, uno de los representantes de ese interesante foco de arquitectura industrial que constituyen los molinos de marea del entorno de las Marismas de Santoña.

Del siglo XIX es la Casa de Mazas o Crespo, en Güemes, ejemplo de la arquitectura regionalista montañesa.