Attorno a Riolo dei Bagni, paese della valle del Senio situato all’altezza della Vena del Gesso Romagnola, furono scoperte fin dall'antichità varie sorgenti di acque salso-solfate “adatte alla cura di diversi malanni”.

All'inizio dell'800 sono iniziati i bagni termali e Riolo ha cominciato ad essere frequentato da numerosi visitatori, alcuni anche illustri, come Gioacchino Murat e lord Byron. Nel 1820 è stata costruita una prima struttura in legno per lo sfruttamento delle acque termali.

Dalla metà del secolo il paese ha cominciato ad espandersi fuori dalle mura. Nel 1867 il Municipio ha acquistato le sorgenti lungo il Rio Vecchio e due anni dopo ha affidato all'ing. faentino Antonio Zannoni (1833-1910) il progetto per convogliare le acque minerali in un unico luogo e costruire uno stabilimento "per bibita e per bagni di acque minerali".

Nel 1871 sono state gettate le prima fondamenta del nuovo edificio termale, ma una frana ha costretto a spostare il cantiere lontano dalle sorgenti, alla destra del Senio, presso il bosco Casone.

Nel 1877, dopo aver superato notevoli difficoltà, i lavori vengono ultimati e il 24 luglio lo stabilimento di Riolo viene inaugurato.

Esso consiste in tre edifici “concepiti con classicità romana” in solenne stile corinzio: ad un vasto fabbricato centrale per "bagni igienici e curativi" si affiancano due fabbricati laterali per la bibita delle acque minerali, incanalate con tubazioni dalle sorgenti.

Tutto intorno si estende un elegante parco con viali alberati. La struttura verrà acquistata nel 1881 da un ricco industriale, che edificherà un grande albergo – con sale da ballo e da concerto e caffè-ristorante – e dei villini per aumentare la ricettività.

La direzione sanitaria verrà affidata in un primo tempo al prof. Francesco Roncati (1832-1906), che promuoverà la costruzione di un alto serbatoio per le acque necessarie alle cure idroterapiche. 

Alla fine dell'800 le Terme di Riolo potranno concorrere a pieno titolo con le migliori stazioni italiane, frequentate dalla buona società. All'inizio del '900 accanto agli impianti più lussuosi sorgeranno anche due stabilimenti popolari.