První písemná zpráva o obci se datuje k roku 1314 , kdy byl majetkem opata Konráda. Objevují dva názvy - Chmelík a Chmelník. V té době měl klášter v obci rychtu, kterou prodal 1314 panu Jirzovi a ten později panu Jindřichovi, který byl v nejstarším soupisu léna uveden jako soudce. V dědičném privilegiu bylo mimo jiné uvedeno, že obec Chmelík může mít Svobodnou" hospodu.Z daňového registru z roku 1550 vyplývá, že obec patřila Litomyšlskému panství. Původně patřila k farnosti v Čisté, později ke Karle (1640 - 1660) Vlastní kostel vybudovaný bez cizí pomoci byl vysvěcen v roce 1790.

Takzvaná "Strenitzer Veg" ( Trstenická stezka), která byla zakreslená přes mnoho křižovatek, vedla skrze chmelík. Zde byla zvaná jako Cesta kostelní, protože po této cestě chodili Chmeličané do kostela do Lauterbach (Čistá).

V obci se nachází několik zajímavých příkladů lidové architektury. Patří k nim např. stavení č.p. 21 z roku 1853. Dvě přízemní budovy s ozdobnými štíty jsou spojeny branou. Vpravo ve výklenku je socha sv. Jana Nepomuckého. Většina rozsáhlých statků má v průčelí dvě stavení spojená branou.

Dominantou obce je pozdně barokní kostel sv. Jana Nepomuckého z roku 1780 - 1782. Kostel je jednolodní s půlkruhovým závěrem, s presbytářem, sakristií na severní straně a hranolovou věží v západním průčelí. Fasády kostela jsou jednoduché členěné lisénami. V kostele jsou cenné obrazy např. sv. Václava od Langra z roku 1907, dále křížová cesta ze 40. let 19. století. V kostele je umístěn i originál sochy sedícího bolestného Krista. Kopie sochy je u křižovatky před kostelem. Současným problémem kostela je, že je málo využíván a udržován. Rovněž je třeba zpevnit svah před kostelem, který je z opuky a je zjevně narušen.

V Chmelíku na okraji obce se nachází původní, dnes nevyužívaný hřbitov, dále kaplička "Růžencové bratrstvo", unikátní gotická "boží muka" a řada křížů, svědčící o silné religiozitě, původního obyvatelstva vesměs německé národnosti.

Obec Chmelík je typem lánové obce s nepravidelnou zástavbou, kde v původním členění lány polí po obou stranách údolí obvykle končily u potoka a cesty, resp. terénního srázu. Tento typ se rovněž nazývá dlouhá potoční vesnice. Uprostřed každého lánu, což u Chmelíku platí pro statky nacházející se nad srázy se nacházela volně stojící čtvercová usedlost. Obvykle pro každou dlouhou obec s nepravidelnou zástavbou je typická absence jasně vymezených centrálních prostorů - návsí. Toto charakteristické členění platí i pro Chmelík.
Stejně jako okolní vesnice má zřejmě i Chmelík gotický základ a řada dřevěných roubených staveb nacházejících se ještě dnes v obci má svůj původ v tzv." franckých dvorcích", které přinesla do našich zemí kolonizace ve XIII. a XIV. století. Pro tyto velké selské statky, i zděné je typický čtvercový dvůr, jehož jednu stranu obvykle vytvářelo obytné stavení s komorou, na druhé protilehlé straně se nacházela stodola, vpředu byla brána s vjezdem nad níž často býval špýchar a zadní stranu tvořily chlévy, konírny a kolny.

V roce 1880 byla ke kostelu postavena fara. Škola byla postavena v roce 1920 a ve stejné době vznikla dobrovolná četa hasičů. Elektrické světlo bylo v obci zavedeno v roce 1934.

Chmelík byl až do roku 1945, až na malé vy jímky německou obcí s 520 - 530 obyvateli ve 20. létech a se 450 - 470 obyvateli v roce 1945. Odchodem občanů německé národnosti počet obyvatel výrazně poklesl. V současné době v obci žije 211 obyvatel.

V roce 1970 byl Chmelík přičleněn k sousední "střediskové" obci Trstěnice a od roku 1990 je opět samostatný.

Po roce 1945 nedochází k výraznějším změnám, postupně se budují a rekonstruují především občanské stavby, kulturní dům s úřadovnami obchodní vybavenost, škola, a formují se dnešní areály farem zemědělského družstva. Z technické vybavenosti je v etapách realizován vodovod (1955 - 1956, 1968, 1973 - 1976), veřejné osvětlení (1962) a telefonizace (1966). Místní rozhlas byl vybudován - 1962, od roku 1970 je společný se sousední obcí Trstěnicemi a je obsluhován s obecního úřadu Trstěnice.