Le "désert" date de l'époque où les pratiques d'élevage des habitants du bourg ont entraîné la dévégétalisation des sols. Elle a cessé au début du XXè s. avec l'exode rural.
Le village tient sa notoriété de son abbaye, construite en 804 dans le vallon de Gellone, dont elle portera le nom. Quant au village, le nom de Saint-Guilhem rappelle Guillaume d'Aquitaine, comte, duc et saint à la fois, fondateur de l'abbaye.
Détenant un morceau de la vraie croix, l'abbaye devient vite un lieu fréquenté de pèlerinage, et une agglomération se développe autour.
Le village a été classé en 2012 deuxième village préféré des français.
