Köyün tarihi MÖ 4000'li yıllara kadar gitmektedir. Yapılan araştırma ve arkeolojik kazılar sonucunda, Tavşanlı Ovası'nın İlk Madenler Çağı'ndan beri yerleşim sahası olduğu anlaşılmıştır. Kalkolitik dönem sonrasında Tunç Devri'ne (MÖ 3000-2000) ait kalıntılar Kayı köyünde bulunmuştur. Atatürk 1928 yılında köy yakınlarındaki höyükte araştırma vekazı yaptırmıştır.
Köy, Roma İmparatorluğu'nun ikiye ayrılmasıyla, Bizans topraklarında kalmış, Türklerin Anadolu'ya girmesiyle önce Anadolu Selçukluları'na, daha sonra Germiyanoğulları'na bağlanmıştır. 1378 yılında Germiyanoğlu Süleyman Şah'ın kızı Devlet Hatun'un Yıldırım Beyazıt ile evlenmesi üzerine Osmanlılar'a çeyiz olarak verilmiştir. Köyde bu dönemden kalma kalıntılara rastlanmaktadır.
Alıntı : https://tr.wikipedia.org/wiki/Kayı,_Tavşanlı