Историята на Момчиловци е многовековна. В околностите му са намерени много археологични ценности – сечива, украшения и други, от времето на траки, римляни, славяни. Смята се, че сегашното село e създадено от избягали от насилствено помохамеданчване райковци. Според легендите селото носи името на Момчил юнак, който помагал на хората и пазел местното население по време на oсманското владичество. Крепостта на Момчил юнак се намира недалеч от селото в местността Подвис, до която води древният път Друмът.

До 1912 година границата между България и Османската империя минава по билото на Роженския дял на Родопите, на около 7-8 км северно от Момчиловци, което по това време е на османска територия. Берлинският конгрес през лятото на 1878 година потвърждава оставането на селото в Турция. Новата граница минава по водораздела, който от стари времена е границата между Рупчос и Ахъ Челеби. В границите на България Момчиловци е от Балканската война. През 1934 година по настояване на писателя и общественик Васил Дечов селото е приеменувано на Момчиловци, за да се увековечи името на Момчил юнак в паметта на идните поколения.

Днес Момчиловци е модерно място за туризъм. Красивите родопски пейзажи, тишината, чистият въздух са отлична предпоставка за незабравима ваканция.