Piołunowo od 1489 r. stanowiło własność królewską. W połowie XVI w. Piołunowo było zamieszkiwane przez 3 zagrodników i liczyło 3 łany – tak wynika z rejestrów poborowych powiatu radziejowskiego z 1557 r. i 1566 r. Wieś użytkował Mikołaj Roskowski – wojski kruszwicki, od roku 1616 – Mielżyński, a od roku 1631 – Stanisław Legocki herbu Jasieńczuk. Wieś była wówczas nadal królewszczyzną i liczyła 12 domówPlan Odnowy Miejscowości Piołunowo 2010-2020. Opracowała mgr Agnieszka Krygier. W czasie potopu szwedzkiego wieś została w dużej części zniszczona; w 1662 r. znajdowały się tu już tylko 4 domy.
W roku 1779 właścicielem Piołunowa został Wincenty Modliński, podkomorzy brzeskokujawski, dziedzic Krzywosądzy, który otrzymał wieś od króla Stanisława Augusta jako rekompensatę za koszty poniesione przy budowie grobli od Krzywosądzy do Sędzina. W tym czasie miejscowość liczyła 7 domów i około 46 mieszkańców. W kolejnych latach przybywało domów i mieszkańców: w 1827 domów było 9, a mieszkańców 88. W 1881 r. właścicielem folwarku Piołunowo był Lniski, w okresie międzywojennym – rodzina Daszkowskich. Po wybuchu II wojny światowej w 1939 r.