Bien que la première mention écrite du village remonte au XVème siècle, la découverte en 1841 de vestiges archéologiques au lieudit « les Combes » laisse à penser qu’un bâtiment voire une bourgade aurait existée en ce lieu dès l’époque gauloise. Cette hypothèse est renforcée par la présence d’éléments attestant du passage de la Via Agrippa (voie romaine reliant Lyon au Rhin via les villes de Chalon-sur-Saône et Besançon) en ces lieux.
Sous l’Ancien Régime, Monteplain était possession du seigneur de Rans mais dépendait juridiquement de la prévôté d’Orchamps et du baillage de Dole.
Les liens anciens qui unissaient le village à celui de Rans ne se sont pas rompus au fil des âges.
En effet, l’église et l’école de Rans furent utilisées de tout temps par les habitants de Monteplain. Ce système ayant le double avantage de la simplicité et de l’économie il est à l’origine d’une certaine « singularité ».En effet, contrairement à bon nombre de communes de taille comparable, le village n’a jamais possédé d’école, d’église ou de chapelle et il fallut attendre les années 50 pour qu’il se dote d’un bâtiment de mairie aux dimensions très modestes.