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Die erste urkundliche Erwähnung von 1418 liegt sicherlich deutlich später als die Gründung des Ortes.
Im ersten Drittel des 16. Jh. war Kaltohmfeld eine Wüstung.Unter Anna von Wintzingerode, der Mutter des Ritters Barthold XI. von Wintzingerode, wurden Ackerbauern aus Adelebsen bei Göttingen für den Wiederaufbau der Wüstung Hüchelheim und Kaltohmfeld angesiedelt, denen vermutlich wegen der Erleichterungen für den Aufbau von Höfen und Häusern Siedler aus anderen Gegenden folgten.

Das „neue“ Kaltohmfeld entstand südöstlich der Wüstungen Hüchelheim und Streitborn (Strüdesborn).
Mit der Übertragung der Oberlehnsherrschaft über die Besitzungen von Bodenstein durch den Grafen Volkmar Wolf von Hohnstein an den Kurfürsten von Mainz im Jahre 1573 kamen die Bewohner Kaltohmfelds unter die Mainzer Herrschaft, behielten aber wegen der engen Bindungen an die spätere Grafenfamilien von Wintzingerode den protestantischen Glauben bei.

Bereits 1588 wurde die evangelische Kirche erbaut, die 1666 abgerissen und neu errichtet wurde (Namenspatron "Johannes der Täufer").

Die Kirche entstand nach der Errichtung der Siedlerhöfe und steht daher, im Gegensatz zu vielen eichsfeldischen Gemeinden, am Rande des Ortszentrums.

Der kleinste Ortsteil der Stadt Leinefelde-Worbis ist mit ca. 500 m über NN die höchstgelegene Gemeinde des Eichsfeldes und war der Ort in Thüringen, an dem noch ein erfolgreicher Weizenanbau möglich war.
Letzteres sagt schon genug über die klimatischen Verhältnisse aus, die im Namen (Kaltes Ohmfeld) gegenüber dem von Kirchohmfeld (Warmes Ohmfeld) ihren Niederschlag fanden.