La villa cabecera, situada a orillas del río Cauto, comenzó a formarse en 1825, con leñadores de varias haciendas orientales, quienes levantaron sus primeras casas de guano a los lados del antiguo camino de Bayamo.
El nombre de este lugar lo adoptó de Santiago Soriano, dueño de la hacienda Cauto-Garzón, quien se estableció en aquel sitio a fines del siglo XVII, y grabó, a falta de iglesia, una cruz en una palma aledaña a la casa de vivienda, por lo que el lugar devino punto de peregrinación de los colonos circundantes. A partir de entonces, comenzó a identificarse con el nombre de la palma de Soriano, dando origen a la actual denominación.
Su desarrollo económico, basado en la agricultura cañera, fue notable y en 1860 contaba con dos ingenios azucareros; para 1879 su población era de 20 mil habitantes; en ese mismo año fue elevado a la categoría de Ayuntamiento y separadas sus tierras de Santiago de Cuba.
En el parque de Palma Soriano fue tendido el cadáver del Apóstol de Cuba, José Martí, caido el 19 de mayo de 1895 en un lugar conocido por Dos Ríos.
Desde 1864 cuenta con telégrafo y, a partir de 1914, con servicio telefónico; está cruzado por la Carretera Central desde 1926.
Palma Soriano está ubicado a orillas del río Cauto, en su cuenca superior. En la porción meridional del municipio se localiza la presa Gilbert.
Además del renglón azucarero, sobresalen el café, la ganadería, cítricos, viandas y vegetales, entre sus principales esferas económicas.