Die Gemeinde Bubenheim geht auf eine fränkische Gründung des 6. oder 7. Jahrhunderts zurück. Erstmals erwähnt wird der Ort 766 im Lorscher Codex als „Bubinheim“ (= Heim des Buobo). Die jetzige Form „Bubenheim“ ist seit 1338 belegt. Das Reichsdorf gehörte zum Ingelheimer Grund und bildete von 1140 bis ins 14. Jahrhundert zusammen mit Schwabenheim und Nieder-Hilbersheim einen Gerichtsbezirk, dem der Abt des Klosters St. Maximin vor Trier vorstand.[Anm. 1] 1375 fiel Bubenheim mit dem gesamten Ingelheimer Grund als Pfandschaft an die Kurpfalz und gehörte zum Oberamt Oppenheim. Ab 1378 ist das ortsansässige Adelsgeschlecht „von Bubenheim“ belegt. Die kurpfälzische Herrschaft endete nach der französischen Revolution mit den napoleonischen Eroberungen. 1792/93 und 1797 war Bubenheim französisch besetzt und wurde 1798 dem Kanton Oberingelheim (Departement Donnersberg) zugeteilt. Nach dem Zusammenbruch der napoleonischen Herrschaft und den Neuordnungen im Wiener Kongress wurde Bubenheim 1816 Teil des Großherzogtums Hessen-Darmstadt. 1835 wurde Bubenheim Bestandteil des Kreises Bingen. Seit 1946 gehört Bubenheim zum neu gegründeten Bundesland Rheinland-Pfalz und seit 1969 zum Landkreis Mainz-Bingen.[Anm. 2]

Das Dorf entwickelte sich als Haufendorf an der alten Straße von Engelstadt nach Schwabenheim an der Selz, der heutigen Hauptstraße. Ein früher Siedlungskern ist nordöstlich der heutigen evangelischen Kirche - zwischen Haupt-, Hoch- und Käferstraße - nachgewiesen. Die zwei an der Hauptstraße gelegenen Dorftore schlossen bis zu ihrer Niederlegung 1814 die nun über ihre Grenzen hinaus gewachsene Ortschaft ab. Im Norden befand sich das „Leimentor“ - erbaut 1749 - und im Süden -  an der heutigen Straße „Im Dorfgraben“ -  stand das „Engelstädter Tor“.[Anm. 3]

Seit 1746 gab es in der heutigen Schulstraße ein Gemeindebackhaus und ein Rathaus. Die katholische Kirche wurde 1771-1773 erbaut. 1830/31 wurde die Schule östlich der evangelischen Kirche, welche 1740-48 erbaut wurde, eröffnet.[Anm. 4] 1861 fielen einem Großbrand etwa 30 Gebäude des Dorfes zum Opfer, darunter auch das Rathaus und die katholische Kirche. 1864 wurde das Rathaus als historisierender Putzbau mit Torbögen neu errichtet.[Anm. 5] Die katholische Kirche wurde 1865/66 an der Ecke zur Weedestraße, gegenüber des ehemaligen Dorfteiches in neuromanischem Stil neu errichtet.[Anm. 6] 1887 machte das Bevölkerungswachstum einen Schulneubau nötig.[Anm. 7] Seit 1991 ist der Brunnen mit dem "Weedemännchen" das neue Wahrzeichen der Gemeinde.

1784 wurden 411 Einwohner und 1787 91 Häuser in der Gemarkung des Dorfes gezählt,  1830 hatte der Ort 567 Einwohner in 99 Häusern.[Anm. 8] Im Jahr 1905 betrug die Einwohnerzahl Bubenheims 564 Einwohner in 112 Gebäuden.[Anm. 9] Zum 31.12.2014 hatte Bubenheim 877 Einwohner.[Anm. 10]