La Valle Vermenagna si sviluppa interamente nel territorio del Piemonte, in provincia di Cuneo. Fà delle Alpi Marittime.

Confina ad ovest con la valle Gesso, a sud con la valle Roja e ad est con la valle Pesio.

La valle era probabilmente abitata nell'antichità dai Liguri Montani, che furono sconfitti e sottomessi da Roma nel I secolo a.C. Durante il Medioevo, la valle subì incursioni dei Saraceni.
Dall'XI secolo la valle risulta essere sotto il controllo del vescovo di Asti, in seguito passa sotto il dominio del marchesato di Saluzzo. Fù in questo momento che i comuni di Limone Piemonte e Vernante passano sotto il dominio della contea di Tenda. Nel XIII secolo la valle offrì rifugio ad un gruppo di catari.
Nel 1364 la bassa valle passa ai Savoia, che la infeudano ai marchesi di Ceva; l'alta valle rimane invece indipendente fino al 1581. Da questo momento l'intera valle segue le vicende savoiarde.
Alla fine del XIX secolo la valle fu fortificata verso la Francia.