Korábban három település volt a helyén: Tompa, Gyertyánág és Szentiván nemesi települések. A török portyázások következtében azonban a lakosság a mai falu helyére menekült. A kialakuló új település ekkor még Becsvölgye része volt, önálló településként először 1542-ben említik Kustánosháza néven utalva a falu egyik jelentős nemesi családjára, a Kustánokra. Kustánszeg név 1769 óta használatos. A település a 17. században a néhány török portyázás ellenére gyarapodott is, mivel a római katolikus Göcsejben kálvinista község tudott maradni. A kezdetben szabadban tartott istentiszteletek után, 1700-ban épült első temploma fából, majd 1803 és 1813 között pedig a mai is álló református temploma, amely 1826-ra már anyatemplommá alakult. Ekkor mintegy négyszáz fő élt a településen, többségében református.

1894-ben egyesítették Kislengyellel, amely 1905-ben külön vált, és hozzácsatolták Vargaszeget és Paraszát. Az 1930-as években a lakosságszám mintegy ezer fő volt, mind katolikusok, mind reformátusok, de evangélikusok és izraeliták is éltek itt. Az ekkor kiépülő bekötőút és a létrejövő autóbusz-összeköttetés Zalaegerszeggel növelte az életszínvonalat, illetve a későbbiekben lehetőséget biztosított a lakosság iparban való elhelyezkedéséhez. Az 1959-ben erőszakosan megalapított termelő szövetkezet ösztönözte a lakosságot a Zalaegerszegen vagy a környező települések olajiparában való elhelyezkedésre. Így ekkortól jelentős elvándorlási hullám jellemezte Kustánszeget, amely csak az 1980-as évekre lankadt le a környék iparának hanyatlásával.

A faluban ekkor alapvető infrastrukturális fejlesztések történtek, kiépült az ivóvízhálózat, járdák készültek, majd 1991-ben a kábeltelevízió is kiépült. Az 1990-es évek közepétől pedig a turizmus is megjelent Kustánszegen, ahol mind a falu határában lévő Kustánszegi-tó, mind a környező táj szépsége és vadállománya jelentős vonzerőként szerepel.