Por volta de 1920, a colonização de Pinheirinho do Vale aumentou consideravelmente com a chegada de imigrantes europeus: alemães, italianos e portugueses. Esses colonizadores eram oriundos das chamadas colônias velhas dos municípios de Montenegro, Lajeado, Feliz, Santa Cruz, Venâncio Aires, Guaporé, Taquari, entre outros.

Pinheirinho do Vale foi palco de uma das mais sangrentas batalhas da Coluna Prestes, ocorrida na tarde de 24 de janeiro de 1925, onde tombou o Tenente Mário Portela Fagundes e seus companheiros que estavam na retaguarda.

Recebeu este nome por ter como referência um único pé de pinheiro araucária, que servia de guia para a travessia do Rio Uruguai.

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Distrito criado com a denominação de Pinheirinho (ex-povoado), pela Lei Municipal n.º 196, de 15-05-1958, com território desmembrado do distrito de Caiçara, subordinado ao município de Frederico Westphalen.

Em divisão territorial datada de 1-VII-1960, o distrito de Pinheirinho, figura no município de Frederico Westphalen.

Assim permanecendo em divisão territorial datada de 31-XII-1963.

Pela Lei Estadual n.º 5.087, de 08-11-1965, o distrito de Pinheirinho foi transferido do município de Frederico Westphalen, para constituir o novo município de Palmitinho.

Em divisão territorial datada de 31-XII-1968, o distrito de Pinheirinho, figura no município de Palmitinho.

Assim permanecendo em divisão territorial datada de 1988.

Elevado à categoria de município com denominação de Pinheirinho do Vale, pela Lei Estadual n.º 9.586, de 20-03-1992, desmembrado do município de Palmitinho. Sede no atual distrito de Pinheirinho do Vale (ex-Pinheirinho). Constituído do distrito sede. Instalado em 01-01-1993.

Em divisão territorial datada de 1997, o município é constituído do distrito sede.

Assim permanecendo em divisão territorial datada de 2007.