O início da colonização da Área ocorreu em 1627, quando a Coroa Portuguesa concedeu aos Sete Capitães, militares portugueses que lutaram na expulSão dos franceses da Baía de Guanabara, as terras entre o Rio Macaé e o Cabo de São Tomé. O núcleo inicial de Macaé progrediu apoiado na economia canavieira, em torno da antiga Fazenda dos Jesuítas de Macaé (1630), constituída de engenho, colégio e capela situada no Morro de Santana.

Até fins do século XVII, no entanto, os esforços de colonização de Macaé não surtiram efeito, mantendo a cidade desprotegida. Em 1725, piratas franceses chegaram a se estabelecer no arquipélago de Santana, de onde passaram a saquear o litoral. Com a expulSão dos jesuítas, a partir de 1759, a região passou a receber novos imigrantes, proporcionando o surgimento de novas fazendas e engenhos, o que motivou sua emancipação, o que se deu com a edição de Alvará de 29 de julho de 1813, sob o nome de São João de Macaé, cujo território foi desmembrado dos atuais municípios de Cabo Frio e Campos. Sua instalação deu-se em 25 de janeiro de 1814. No período imperial, a vila evoluiu rapidamente, favorecida pela posição geográfica de maior acessibilidade ao Norte Fluminense, passando à categoria de cidade em 1846.

O alicerce da economia de Macaé foi, por muitos anos, o cultivo da cana-deaçúcar,
que respondeu por um crescimento demográfico expressivo nos séculos XVIII e
XIX. O município chegou a desempenhar o papel de porta de entrada e saída do Norte Fluminense, favorecido pela ligação com Campos dos Goytacazes, através da construção do canal Macaé-Campos, com 109 quilômetros de extenSão, para auxiliar o escoamento da produção, que era transportada até o Rio de Janeiro a partir do Porto de Imbetiba, chegando a operar, até 1875, com cinco barcos a vapor. A partir desta data, o transporte da produção regional se fez a partir de via férrea, o que provocou um novo impulso na economia de Macaé. Hoje, a rodovia desempenha a função de ligação entre ambas.

Até o início do século XX, a economia do município se fundamentava na produção da cana-de-açúcar, do café, na pecuária e na extração do pescado. No período republicano, a cidade foi mantida como sede do município de Macaé, embora tenha
sofrido várias alterações na malha distrital. Os distritos de Conceição de Macabu e Macabuzinho vieram a constituir o município de Conceição de Macabu, em 1952; Carapebus e Quissamã ganharam autonomia municipal mais recentemente.

A partir de 1974, com a descoberta de petróleo na região e com a chegada da Petrobras, Macaé passou a viver um novo momento econômico, marcado fundamentalmente pelo acelerado crescimento demográfico. O centro urbano desenvolveu-se na margem direita da foz do Rio Macaé, expandindo-se para o sul, pelas Áreas planas, entre praias e colinas suaves. Atualmente, cresce nas baixas encostas em direção ao interior e na faixa de praias.