Aus der Ur- und Frühgeschichteforschung geht hervor, dass der Kaiserstuhl in der Endstufe der älteren Eiszeit, also vor über 10000 Jahren, von Jägerhorden durchzogen wurde. Die Ureinwohner ließen sich um 2000 vor Chr. an einigen fruchtbaren Plätzen dieser Landschaft nieder. Ausgrabungen ergaben, dass in jener Epoche auf dem Burkheimer Schlossberg eine erste Niederlassung entstand. Sehr reich sind die Funde aus der Urnenfeldzeit zwischen 1200 und 800 vor Chr. Warum und zu welchem Zeitpunkt die Siedlung aufgegeben wurde, ist nicht bekannt.

Danach haben die Römer in unserer Gegend ihre Spuren hinterlassen, wovon die Reste eines Kastells bei der Burg Sponeck zeugen. Nach dem Abzug der Römer drangen Alemannen in das Land am Oberrhein. Nach dem Zusammenstoß mit den Franken mussten deren Oberherrschaft anerkannt werden. Die Silbe "heim" im Ortsnamen deutet darauf hin, dass Burkheim eine fränkische Siedlung ist.

In einem Testament des Bischofs Hedo von Straßburg wird Burkheim (Burchheim) am 13. März 762 erstmals urkundlich erwähnt. Durch eine Schenkung eines gewissen Heibo an das Kloster Lorch an der Bergstraße am 24. Juni 778 ist auch der Weinbau nachgewiesen. Bereits im 9. Jahrhundert besaß Burkheim eine dem heilligen Petrus geweihte Kirche. In jener Zeit gehörte Burkheim zum Besitz eines fränkischen Grafen Guntram und wechselte gegen 952 als Teil des Königshofes von Riegel zum Kloster Einsiedeln in der Schweiz. Um 1150 kam Burkheim an die Herren Hachberg, die die Orte Burkheim, Jechtingen, Ober- und Niederrotweil, Oberbergen und Vogtsburg zu der Herrschaft "Burkheim und der Talgang" zusammenfassten. Dabei bekam Burkheim um 1316 die Stadtrechte verliehen und Privilegien und Freiheiten zugesprochen. In der Folgezeit war es vorübergehend üsenbergisch, dann habsburgisch und damit ein Teil Vorderösterreichs, doch wurde die Herrschaft immer wieder an verschiedene Pfandherren verliehen. In diese Zeit fällt die verbürgte Übernachtung Kaiser Karls IV. auf Schloss Burkheim an Weihnachten 1347. Der Ort neben der Burg muss klein gewesen sein, er zählte nur 34 Herdstätten.

Im 16. Jahrhundert wohnten in den Mauern von Burkheim zwei große Männer:
Jörg Wickram, der ursprünglich aus Colmar stammte, war von 1555 bis zu seinem Tod als Stadtschreiber tätig und vollendete hier sein berühmtes Werk, das "Rollwagenbüchlein". Mit dieser Reiselektüre voller schwankhafter Geschichten und seinen zahlreichen Romanen gehört er zu den bekanntesten süddeutschen Schriftsteller der Renaissancezeit. Er ist vermutlich 1562 in Burkheim gestorben.
Am 12. August des Jahres 1560 trat Burkheims berühmtester Pfandherr, Generaloberst Lazarus von Schwendi, die Regentschaft über die Stadt und den Talgang an. Er hatte sich als General des Kaisers in Ungarn gegen die Türken einen Namen gemacht. Von dort brachte er neue Ideen für den Weinbau mit und war auch Förderer der Zünfte. Mit seinem Tode am 27. Mai 1583 schwand ein Stück deutsches Rittertum dahin.

Die größte Drangsal seiner Geschichte musste Burkheim in Dreißigjährigen Krieg hinnehmen, der besonders am Oberrhein tobte; die Nähe zur Reichsfestung Breisach wirkte sich negativ aus. Nach dem Friedenschluss von 1648 wurde die menschenleere und verödete Heimat wieder von Zuwanderern aus Tirol, der Schweiz, aus Lothringen und Burgund besiedelt. 1750 betrug die Einwohnerzahl 525. Neue Drangsale brachten Kriege im Gefolge der Französischen Revolution und der Feldzüge Napoleons. Sehr nachhaltig wirkten sich die nachfolgenden Gebietsveränderungen aus, Burkheim und die Herrschaft kamen 1797 in den Besitz des Herzogs von Modena, wurden 1803 dann wieder österreichisch, um 1805/06 an das Großherzogtum Baden geschlagen zu werden. Dadurch ging die Bedeutung einer, wenn auch kleinen, Herrschaft verloren. Burkheim behielt zwar Stadtrecht, war aber im Grunde nicht mehr als ein badisches Dorf. Es hatte aber 1846 mit 844 Einwohnern den bis dahin höchsten Stand in seiner langen Geschichte.

Im 1. Weltkrieg blieb das Städtchen von unmittelbarem Kriegsgeschehen verschont.

Dagegen hat die Bürgerschaft im 2.Weltkrieg viel Schaden und Leid erdulden müssen. Dreimal wurden die Einwohner evakuiert.

1950 zählte man 775 Einwohner.

Durch die Gemeindereform von 1975 ist der Ort in die neue Stadt Vogtsburg eingegliedert worden, wobei diese von Burkheim die Stadtrechte übertragen erhielt.

Dass Burkheim ein attraktiver Ort zum Leben ist, lässt sich sogar in Zahlen belegen:
1998 zählte Burkheim 950 Einwohner,
Ende 2020 bereits 1.080 Einwohner und damit seinen bisherigen Höchststand. 

Die Grundlage des Wirtschaftsleben war zu allen Zeiten die Landwirtschaft, vor allem der Weinbau.
Dieser wird heute überwiegend im Nebenerwerb betrieben, die meisten Burkheimer gehen einem Haupterwerb in Handwerk, Gewerbe oder Dienstleistungssektor nach. Auch bei uns ist der Strukturwandel voll im Gange. Ein wichtiger Wirtschaftsfaktor ist und bleibt der Tourismus.

Die landwirtschaftlich genutzte Fläche von 573 ha teilt sich in 157 ha Reben, 232 ha Obst und Ackerbau und 184 ha Wald auf.