Il nome Palombara deriva da palombi: per la trasmissione di messaggi attraverso colombi.
La storia della Masseria Altemura inizia dalla fondazione del paese di Torre Santa Susanna (400-500 a.C.) e, successivamente, dall'insediamento dei Messapi, popolazione proveniente dal Mediterraneo meridionale e da Creta, che dal X secolo a.C. cominciò ad abitare la penisola salentina. Durante questo periodo, nelle campagne intorno al sito torrese, sorsero altri nuclei fortificati fra cui la Masseria Altemura; il loro scopo era la difesa della Città di Oria e il controllo della strada “Limite dei Greci”, che collegava i più importanti centri abitati dell'epoca. Successivamente tutta la zona subì l’influenza dei Greci che diffusero la coltivazione della vite.
Il 267 a.C. segna l'arrivo dei Romani. Le fortificazioni in questo periodo mantengono le caratteristiche delle precedenti dominazioni fino ai primi decenni del periodo imperiale, quando il Salento si popolò, favorito dalla fertilità della terra (in particolare con produzioni di uva e cereali) e dai collegamenti stradali con il vicino “Limite dei Greci” e con la via Appia, nonché dalla facilità degli scambi commerciali con l’oriente e il resto dell’impero.
È del 476 d.C. l’avvento dei Bizantini, la cui influenza è ancora visibile nelle caratteristiche architettoniche di molte costruzioni. Alla discesa in Italia di Teodorico, Re dei Goti, e alla guerra gotico-bizantina, segue poi l’invasione dei Longobardi, che dà origine a due opposte e distinte zone di dominazione: quella dei Longobardi e quella dei Bizantini (595-667 d.C.). Il confine tra le due era proprio il Limite dei Greci, strada che tuttora fa parte e delimita la Masseria Altemura, allora posta nella zona di dominazione Bizantina.
Nel 1040 la Puglia venne conquistata dai Normanni, il cui sistema feudale durerà fino al 1189 e successivamente dagli Svevi. Nel 1222, Federico II fa costruire il Castello di Oria, a cui appartenevano le terre della Masseria Altemura. Con l’avvento degli Angioini e poi degli Aragonesi (1266-1500) le masserie prendono l’attuale forma architettonica (con mura e torri a difesa dei coloni, contro il pericolo di pirati e briganti) e l'attuale impostazione agricola, ritornando ad essere centri di produzione alimentare.
Durante la dominazione dei Borboni fino all'Unità d'Italia, la Masseria, grazie alla sua conformazione e posizione, fu luogo strategico per il commercio e per il controllo del territorio in quanto metteva in collegamento il porto di Taranto con quello di Brindisi.
Nel XX secolo la Masseria Altemura ha subito molte modificazioni nella gestione colturale, passando dalla mezzadria alla conduzione diretta, da azienda a ciclo misto a azienda specializzata in viticoltura e olivicoltura.
Nel 2000 viene acquistata dalla Famiglia Zonin.