Зубрилово, вероятно, появилось в начале XVIII века на землях, которые получили дворяне Зубаревы. В 1780 году село стало частью Сердобского уезда Саратовской губернии, а в начале XIX века перешло в Балашовский уезд той же губернии, где оставалось до 1920-х годов. Во время Гражданской войны крестьяне села участвовали в Антоновщине, крупном антибольшевистском восстании.

В 1785 году, благодаря протекции князя Потёмкина, Зубрилово перешло к князю Сергею Голицыну, мужу его племянницы. При нём в селе была построена роскошная усадьба Зубриловка, которая считалась одним из самых живописных мест Саратовской губернии и одной из известных усадеб Поволжья. Здесь бывали многие знаменитости.

Первоначально Зубриловка включала главный усадебный дом с двумя флигелями, церковь напротив, а также парк с цветниками, оранжереями и водоёмами. При сыне князя, Фёдоре Голицыне, имение было перепланировано, особенно это коснулось регулярного парка. Были построены пансионаты для детей дворян: отдельные корпуса для мальчиков и девочек.

В 1905 году в усадьбе, уже утратившей прежний блеск, произошёл пожар из-за крестьянского восстания, который сильно повредил главный дом, флигели и оранжереи. После революции на территории Зубриловки некоторое время располагалась сельскохозяйственная коммуна петроградских рабочих. Заброшенный дворец Голицыных частично реставрировали в советское время, когда он использовался как санаторий для партийных работников, военный госпиталь и туберкулёзный санаторий.

С 1979 года усадьба находится в запустении и продолжает разрушаться, в том числе из-за местных жителей и вандалов. Из построек Зубриловки сохранились дворец, четыре крестьянских дома, декоративная башня, здание больницы и Преображенская церковь с колокольней. Все они находятся в руинах.