Село Голешово се слави с богатото си историческо минало. Според археолозите в околностите му е имало поселищен живот още от времето на новокаменната епоха (5000 г.пр.Хр.), а при сегашното му разположение – след последната четвърт на IV в.пр.Хр.

Името Голешово се среща за първи път в османски регистри от 1611-1617, 1623-1625 г. Предполага се, че то е разширено от „голеш”, което означава „голо” населено място.

Според легендата за образуването на Голешово, за негов основател се сочи някой си дядо Гольо, който пръв се заселил тук, бягайки от гоненията на османците. Както в други селища на този край и в Голешово се заселват през 17 - 18 век българи от Западна Македония, принудени да напуснат родния си край от напиращите по техните земи албански заселници. Основен поминък за населението по това време е козевъдството, кираджийството, гурбетчилъкът и добиването и обработването на желязо. Важна духовна опора на местното население се двете черкви – „Свети Димитър”, построена през 1833 г. и „Успение Богородично”, построена през 1853 г.

Към средата на 19 век килийното училище се заменя със светско обучение и в 1870 година се построява голяма за времето си училищна сграда. За учението на местните младежи по това време говори и фактът, че много от тях завършват Солунската българска гимназия и Педагогическото училище в Сяр.

През 19 век е Голешово е чисто българско село, числящо се към Демирхисарска кааза на Серския санджак. В "Етнография на вилаетите Адрианопол, Монастир и Салоника", издадена в Константинопол в 1878 година и отразяваща статистиката на мъжкото население от 1873 година, Голешово (Goléchevo) е посочено като село с 260 домакинства и 850 жители българи.

Според статистическите изследвания на Васил Кънчов („Македония. Етнография и статистика“) към 1900 година селото брои 1250 жители, всичките българи-християни.

По данни на секретаря на Българската екзархия Димитър Мишев („La Macédoine et sa Population Chrétienne“) в 1905 година в Голешово има 1800 българи екзархисти. В селото функционират начално и прогимназиално българско училище с 2 учители и 80 ученици.

При избухването на Балканската война в 1912 година 17 жители на Голешево са доброволци в Македоно-одринското опълчение.

Резерват "АЛИ БОТУШ" е обявен на 24.09.1951 г., а на 01.03.1977 г. е включен в листата на биосферните резервати по програмата "Човек и биосфера" на ЮНЕСКО. Резерватът заема площ от 1628 хектара с буферна зона 750 хектара и е разположен в планината "Славянка", която се намира в зона с преходносредиземноморска растителност на границата между България и Гърция. Славянка е малко известна планина и достъпът до нея е силно ограничен. Между 1000 и 1450 м н.в. се среща черният бор, а до 1800 м н.в. започват горите от черна мура - един от редките, защитени и най-интересни представители на нашата дендрофлора. Възрастта на някой дървета тук надвишава 200 години. Субалпийският пояс е зает от рядка за България растителност. В резервата се среща също бук, воден габър, бяла мура, тис - терциерен реликт защитен от закона, борисова ела, кошаниново бясно дърво, маслиновидно вълче лико и др. Също така се наблюдава голямо разнообразие от тревна растителност. Част от тези видове са включени в Червената книга на България - венерин косъм, алпийска крехка папрат, гръцка и дряновска ведрица, славянско котенце, дългошпореста теменуга и др. Сред животинските видове се срещат котешка змия, сърна, дива свиня, шипоопашата и шипобедрена костенурка, македонски гущер, , лисица, язовец и др. На това място сред девствена природа можеш да се почувстваш в естествена ботаническа градина, която поради недостъпността си е запазила и до днес първичният си вид и красота. Някъде там на 1134 м н.в. е сгушено село Голешово, забравено от цивилизацията...

Историческа забележителност в с. Голешово е запазената Хаджисимеоновата плевня, в която през 1903 г. поетът революционер Пейо Яворов с група четници води продължително сражение с турския аскер. Подредената в нея музейна експозиция е занемарена. През 1903 г. Яворов пише за с. Голешово в книгата си "Хайдушки копнения", следното: "Ние осъмнахме край Голешово, дето вече не можехме да влезем, и слънцето изгряваше, когато повихме нагоре край реката, към гористата височина. Не подир много аз се любувах оттам на угледните 250 български къщици, разстлани като върху длан. А околоселския венец от голи и обрасли висоти, през къснат на северозапад, позволяваше да се видят букет Пирински върхове, сякаш нарисувани върху кристала На утринното небе." В с. Голешово правят впечатление няколкото старинни каменни моста на селската рекичка. Мраморският, един от осемте моста, построени в село Голешево, е мост легенда. Изграден през 1848 г. от местни майстори, камъните за него са дялани и возени с мулета и магарета от три километра разстояние. Измъквайки се невредима от обкръжението в Хаджисимеоновата плевня, по този мост е минала през 1903 г. четата на Пейо Яворов на път за село Бельово.

В планината има малка пещера Капе, в която през 1903 г. са отсядали четниците на Гоце Делчев.

Голешово е родното място на Стойо Хаджиев - участник в македоно-одринското освободително движение срещу османския поробител, съратник на Яне Сандански. В центъра на селото, признателни съселяни са издигнали паментик в негова чест.

Северозападно от с. Голешово в местността Врися има останки от селище от новокаменната епоха, съществувало и през античността, средновековието и османския период. В местн. Краище югоизточно от Голешово е открито селище от късния период на бронзовата епоха. Близо до него, в местн. Езерища, е открит античен некропол с гробове от каменни плочи. Северозападно от селото в местн. Солището и Перинарски лъки е открито поселение от късния период на желязната епоха. Следи от антично селище и некропол от периода III – IV в. са намерени в местн. Мъшиник, южно от селото. Останки от антични селища – в местн. Тучидол, Бъза и Черешар. Останки от късната античност има в местн. Пазлак – некропол, и в местн. Градището – крепост. Югозападно от Голешово в местн. Селище, са открити останки от средновековно селище, съществувало и през османския период. На Голешовска река, в селото, са запазени 4 каменни моста от края на XVIII и нач. на XIX в.