Se estima que alrededor del año 1875, llegaron los primeros colonos de ascendencia inglesa, escocesa, alemana, española, suiza, entre otras. Siendo el pueblo fundado el 25 de febrero de 1879.
Hacia 1934, Pailahueque ya poseía su estación ferroviaria homónima. En 1936 llegan a la zona sacerdotes de la congregación mercedarios, los que reciben un terreno, donación de la familia Baeza, dueños del fundo Dumo que anteriormente fueron tierras mapuche. En este terreno emplazan la actual Iglesia Nuestra Señora de la Merced en Pailahueque, originalmente nombrada como «Iglesia Santa Gertrudis.