En 1977, cette commune de 365 hectares est rattachée à l'entité de Tournai.
Dénommé villa Lamedinius en 854, indication d'une origine gallo-romaine, ce petit village rural belge apparaît,sur les cartes anciennes, perché sur une petite colline.
En 1108, le pape Pascal II approuve la possession de l'alleu de cet endroit par le chapitre Notre-Dame de Tournai (l'alleu est une terre libre ne relevant d'aucun seigneur et exempte de redevances)
En 1159, Béatrice de Rumes échange avec le chapitre ses terres et vergers situés sur ce territoire contre une demeure près de la cathédrale de Tournai.
En 1214, Lamain faisait partie du quartier de Pévèle de la Châtellenie de Lille avec Esplechin et Guignies.

Eglise Saint-Amand
En 1664, un rapport de visite de l'archidiacre du décanat de Tournai rend compte de l'état de délabrement de l'église :
« deseure le grand autel, il y a une fenestre sans vittre remplys de bricques hormis un petit trou pour en tirer de la lumière sy bien qu'il pleu sur l'autel. Les chanoines d'Antoing ne voulans rien contribuer ayant une grande partie des dismes, de sorte que les manants ont estez obligez de reparer le cœur entièrement.
Devant le refus obstiné de faire face à leurs obligations l'évêque prie :''Monsieur de Saint-Archange comme bailly du lieu, d'intenter procès, tant pour la réparation de l'église que portion congrue du pasteur à la charge des dismeurs, devant le bailliage où ailleurs comme on trouvera convenir».
Elle est reconstruite partiellement en briques et son clocher est rétabli en 1749. Nef unique et chœur à chevet semi hexagonal ; il reste la tour gothique en moellons de la fin du XIIIe siècle.

Le hameau de Haudion, appartenant auparavant au village d'Hertain, sera annexé à la fin de l'Ancien Régime à Lamain ainsi que celui de Créplaine, dépendant du village français de Camphin-en-Pévèle.
En 1791, la commune comptait 77 maisons et un moulin à huile.
En 1793 elle fut incluse dans le département de Jemmapes et intégré à la France jusqu'en 1814 ; elle comportait 453 habitants en 1807.

Lamain est resté un village essentiellement agricole (ci-dessus ferme au hameau d’Haudion). Le peintre Louis Pion a d'ailleurs réalisé sur place, entre 1888 et 1906, des photographies sur le travail des paysans qui ont fait l'objet d'une exposition en mai 1987 au palais des Beaux-Arts de Charleroi.
En 2010, le poste frontière de Lamain sur l'autoroute Lille-Bruxelles est arasé, suite à la suppression des postes de contrôles douaniers au sein de la C.E.E.
Lamain est le village natal de René Lefebvre, né en 1893, fils d'agriculteur ; il sera bourgmestre de la commune de 1921 à 1976, député de Tournai de 1936 à 1974, conseiller provincial, ministre de l'agriculture, de l'Intérieur, ministre d'état et membre du parlement européen. Il dirigea aussi de nombreuses associations tant agricoles que sportives.