Schon seit der Jungsteinzeit finden sich Spuren menschlicher Existenz im Bereich von Rheingönheim. Um das Jahr 40 errichten die Römer nahe dem heutigen Ort ein Kastell mit Wohnsiedlung, von dem bei Grabungen reichhaltige Funde freigelegt wurden.

Beliebtes Ausflugsziel für die ganze Familie: der  Wildpark Ludwigshafen-Rheingönheim

Erst rund 700 Jahre später erfolgte möglicherweise die erste Erwähnung Rheingönheims im Lorscher Kodex; doch könnte mit "Ginninheim" auch Fußgönheim gemeint sein. Beide Orte hatten ihren Namen wahrscheinlich von "gen" - "gegenüber von", eine geographische Einordnung, die sich auf Mutterstadt bezog, das das Zentrum eines fränkischen Königsgutbezirkes war. Im Jahr 831 erscheint in einer Urkunde Besitz des Eifel-Klosters Prüm in "Geginheim". Der Name des Ortes wandelte sich über "Geinheim" (1237) zu "Ringenheim" (1299). Eine Reihe geistlicher Körperschaften hatte Besitz am Ort, allen voran das Kloster Himmerod, das auch das Patronat über die 1204 erstmals erwähnte, dem Heiligen Sixtus geweihte Kirche besaß. Der frühgotische Kirchturm der heutigen evangelischen Kirche ist der einzige erhaltene mittelalterliche Hochbau auf dem Stadtgebiet Ludwigshafens. 

Im Hochmittelalter erschienen die Wild- und Rheingrafen als Lehensherren des Ortes. Sie verliehen Rheingönheim schon vor 1397 an die Herren von Hirschhorn. Diesen gelang es, weitere Besitz-, Herrschafts- und Gerichtsrechte am Ort zu erwerben. Rheingönheim bildete mit Maudach und Mundenheim einen zusammenhängenden Territorialkomplex dieses Adelsgeschlechts. Um 1545 führten die Hirschhorner die lutherische Reformation ein.

Nach ihrem Aussterben 1632 fiel das Dorf als Lehen zurück an die Wild- und Rheingrafen, die es 1698 im Rahmen einer vertraglichen Regelung von Streitigkeiten an die Kurpfalz abtraten. Rheingönheim wurde Teil der Oberschultheißerei Oggersheim.

Mit dem Einbruch der französischen Revolutionsarmeen 1792/94 gingen die Herrschaft der Kurpfalz und die alten Rechts- und Grundherrenschaftsverhältnisse zu Ende. Rheingönheim wurde Teil des Kantons Mutterstadt in der Unterpräfektur Speyer des Departements Donnersberg.

1814/16 fiel der Ort mit der Rheinpfalz an Bayern. Mit dem Bahnanschluss 1847 an der Strecke nach Ludwigshafen begann die gewerbliche Entwicklung des Dorfes (1851 Bau der Zuckerfabrik Friedensau), die sich nach 1890 stark beschleunigte. Ab 1892 verlegte der älteste Ludwigshafener Fabrik, die Gebrüder Giulini, ihre Produktionsanlagen in das Gebiet nördlich von Rheingönheim. Die Einwohnerzahl wuchs von 1.587 (1871) auf 4.233 (1910), die Mehrzahl der Erwerbstätigen war nun in Industrie und Gewerbe beschäftigt.

Nach der Jahrhundertwende folgte der Anschluss Rheingönheims an die Ludwigshafener Verkehrs- und Versorgungsbetriebe. Das Dorf wurde zur Mustergemeinde mit modernsten Einrichtungen. 1910 wurde hier einer der ersten sozialdemokratischen Bürgermeister der Pfalz ins Amt gewählt. Während des Ersten Weltkrieges (1915) erfolgte die Weihe der in Formen des Jugendstils gehaltenen katholischen St. Josefs-Kirche nach Plänen von Albert Boßlet. Durch die Bildung der Gemeinde Limburgerhof 1930 verlor Rheingönheim einen Teil seiner Gemarkung und die Zuckerfabrik. In den folgenden Jahren traf die Weltwirtschaftskrise den Ort hart.

Am 1. April 1938 wurde Rheingönheim nach Ludwigshafen eingemeindet. Vier Jahre später starb der für seine regimekritische Haltung bekannte katholische Ortsgeistliche Wilhelm Caroli im Konzentrationslager Dachau. Nach dem Ende des Krieges errichteten die Amerikaner in der Nähe ein Kriegsgefangenenlager.

Der Stadtteil wahrte in den Jahrzehnten des Wirtschaftswunders seinen historischen Ortskern und wuchs nur recht langsam. 1963 entstand ganz in der Nähe des Stadtteils das Wildgehege, das mit dem Kiefschen Weiher und der "Blauen Adria" Teil des attraktiven "Grünen Südens" von Ludwigshafen wurde.  Seit dem Ende der 1990er Jahre entwickelte sich das Wohngebiet "Neubruch", die erste große Erweiterung Rheingönheims.