První zmínka o Horních Vilémovicích je někdy před rokem 1366. Je psáno, že na území roce obce vznikly dva dvorce. Na jednom sděl Vít z Vilímovic a na druhém není jméno známo. Název obce se během času měnil, jeden čas se obec jmenovala Vilímovičky, později Horní Vilímovice a asi od roku 1921 byl název změněn na Horní Vilémovice. Pod dvou stech letech trvání Vilémovic v roce 1556 byla tato ves zcela spojena se statkem třebíčským a jmenují se ve Vilímovicích pouze tři láníci: Mach Nováčků, Jan Jašů a Jíra Kobáč.
Po dalších sto letech roku 1678 se připomínají v obci:
- 1 dvořák s 60 měrami pole
- 2 lány se 40 měrami vlastními a 32 měrami činžovními
- 2 lány nově obsazené
- 3 chalupníci
V roce 1745 jsou zmiňováni ve Vilémovicích svob. Martin Krčál, svob. Václav Jaša, Václav Kocmánek a Daniel Kostelecký,.
Roku 1750 jsou ve Vilémovicích 4 dvořáci: Martin Krčál č. 12, Pavel Jaša č.1, Matěj Nečas č.2, Jan Hňup č.17. každý z těchto čtyř svobodníků měl svou pečeť, což v jiných obcích nebylo.
- V roce 1781 je ve Vilémovicích zmiňováno 40 domů, počet obyvatel neuveden.
- V roce 1876 - 161 obyvatel, z toho 91 evangelíků a 70 katolíků
- V roce 1890 - 239 obyvatel, z toho 128 evangelíků
- V roce 1906 - 224 obyvatel, 36 domů
- V roce 1921 - 196 obyvatel
- V roce 1932 - 210 obyvatel, z toho 112 evangelíků a 95 katolíků a 3 českosl.
- V roce 1990 - 79 obyvatel
V naší vesnici v letech po první světové válce zanikla čtyři popisná čísla. V r. 1923 prodala Marie Machová domek č. 28 Václavu Kružíkovi, který jej zbořil a no tom místě zřídil zahrádku. Byl to jediný domek postavený úplně ze dřeva a stál v kružíkově zahrádce mezi rekr. Chalupou a domkem č.15
V roce 1924 prodal Josef Vostal domek č.38, který byl mezi domy č.18 a č.19 Josefu Tomanovi, který jej spoji se svým domem a pod číslo 18. v následujícím roce 1925 byl zbořen domek č.11, koupený Janem Fábrym od Tomáše Večeři, který se přestěhoval do Okrašovic. Na tomto místě je nyní zahrada.
V roce 1926 byl zbořen domek č.32, jenž koupil Josef Vidlák od Františka Brodského, který si koupil domek č.27 od Jana Vrbky, který se přestěhoval do Vanče. Během této doby se tedy odstěhovaly z Hor. Vilémovic 4 rodiny: r. Šuterova z č.35, r. Vostalova z č.38, r. Večeřova z č.11 a rodina Vrbkova z č.27
V dalších letech zůstával počet domů nezměněn, až do roku 1970, kdy byla postavena družstevní čtyř bytovka č.11. dále si r. Večeřova postavila nový rodinný domek č. 28 a ze starého si zřídili prodejnu smíšeného zboží. V té době byla zbořena budova hornovilémovské školy a na jejím místě postaven pod stejným popisným číslem 6 rodinný domek. Ve druhé polovině 20. století byly tyto trvale obydlené domy přeměněny na rekreační chalupy: č.1, č.5, č.9, č.25, č.27, č.35 a č. 37.