Lohilammen rannalla on merkkejä kivikautisesta asumisesta. Varsinaisesti asutus on kuitenkin vakiintunut Lohilammelle keskiajalla, ja 1400-luvulta on peräisin varhaisimmat tiedot rajakiistoista Lohilammen ja Kiikalan kylien välillä. Lohilammen tila vaurastui 1500-luvulla ja vuosisadan loppuun mennessä se muodosti yksin Lohilammen kylän, jossa vielä vuosisadan alussa oli ollut neljä itsellistä taloa. 1600-luvulla Lohilammesta oli kehittynyt Sammatin vaurain tila, ja ruotujakolaitoksen perustamisen myötä siitä tuli rustholli eli ratsutila, jonka velvollisuus oli kustantaa Ruotsin armeijalle ratsumies.
1700-luvun lopussa Lohilammen tila jaettiin kahtia veljesten Gabriel ja Juho Enqvistin kesken. Gabriel sai itselleen tilan silloisen päärakennuksen, mistä tila sai nimen Vanhatalo, Juhon perustaessa itselleen Uusitalon tilan. Kerrotaan, että 1770-luvulla Lohilammella syttyi tulipalo, jossa tuhoutui Vanhatalon päärakennus. Perimätiedon mukaan päärakennuksen vanha kivijalka sijaitsee yhä tänäkin päivänä pihapiirin reunalla. Vuonna 1778 valmistui nykyinen päärakennus, joka on pohjalaiseen tyyliin rakennettu kaksikerroksinen talonpoikaistalo. Näitä pohjalaistyylisiä talonpoikaistaloja on Länsi-Uudellamaalla muitakin, sillä alueen halki kulki 1700- ja 1800-lukujen taitteessa pohjalaisia rakentajia Viaporiin töihin.
Lohilammen tila säilyi koko tunnetun historiansa ajan Enqvistin suvulla, mutta 1800-luvun alussa Vanhatalon omistus siirtyi Gabriel Enqvistin tyttären Christinan avioliiton myötä Johan Bergmanille (1780–1827). Heidän poikansa niin ikään Johan Bergman (1819–1899) osti Uudentalon 1800-luvun lopulla ja näin yhdisti tilat jälleen. Hänen poikansa Johannes Lohilampi toimi Lohilammen tilalla maanviljelijänä, piti kauppapuutarhaa ja perusti vuonna 1911 nimeään kantavan museon Lohilammen tilan päärakennukseen. Itselleen hän rakennutti samana vuonna uuden jugendtyylisen asuintalon päärakennuksen taakse. Lohilammen vanha päärakennus ei kuitenkaan jäänyt asumattomaksi. Lohilammen eläessä rakennuksen alakerrassa asui Sammatin ja Karjalohja osuusmeijerin henkilökuntaa talon yläkerran toimiessa varsinaisesti museona. Johannes Lohilammen elinaikana museossa vieraili lähinnä koululuokkia ja kutsuvieraita, kuten presidentti Relander.
Johannes Lohilammen kuoltua tila siirtyi hänen perikunnalleen, ja museon kirjastossa asui hänen poikansa Juho Tammilinna vielä 1940-luvun alkupuolella. Lohilammen perikunta myi päärakennuksen vuonna 1945 Sammatin kunnalle, joka avasi museon yleisölle vuonna 1948.
Kuntaliitoksen myötä vuonna 2009 Johannes Lohilammen museon ylläpito siirtyi Lohjan kaupungille.