O município de Cabo Frio, cujas terras primitivamente foram habitadas pelos índios Tamoios, fez parte da capitania de São Tomé. É uma das mais antigas localidades brasileiras, podendo ser considerada como o marco inicial da história do devassamento da velha província fluminense. A descoberta de seu território é atribuída ao navegador Américo Vespúcio, que, por volta do ano de 1503, teria aportado no local a que denominou Praia do Cabo da Rama. Ao tomar posse da terra recém descoberta, Américo Vespúcio fez edificar no local uma casa de barro, coberta de palha, nela deixando 24 homens, com a finalidade de guarnecer o seu litoral. Logo após essa visita, surgiu, nas cartas de navegação da época, o nome de Cabo Frio, assinalando a ilha de Cabo Frio. Os historiadores são unânimes em afirmar que o topônimo é proveniente do intenso frio que se constata na referida zona, durante os meses de junho, julho e agosto.
As terras de Cabo Frio foram palco de sangrentas lutas, que se feriram entre os portugueses que as defendiam e os flibusteiros e navegadores de outras nações, que pretendiam abastecer seus navios ou fazer contrabando de pau Brasil, então abundante nessa região. Os franceses chegaram até a construir um forte, a que denominaram São Mateus, numa saliência da costa, junto ao mar, de onde os foi desalojar o português Constantino de Menelau, em 1615, depois de inúmeras guerrilhas em que se distinguiram Mem de Sá, seu sobrinho Salvador de Sá e Araribóia, o intrépido e legendário silvícola brasileiro.

Distrito criado, com a denominação de Cabo Frio, por Alvará de 1678. O distrito teve sua criação confirmada pelos Decretos Estaduais n.º 1, de 08-05-1892, e 1-A, de 03-06-1892.
Pela deliberação de 20-01-1891 e pelos Decretos Estaduais n.º 1, de 08-05-1892, e n.º 1-A, de 03-06-1892, é criado o distrito de Araçá e anexado ao município de Cabo Frio.
Em divisão administrativa referente ao ano de 1911 o município é constituído de 2 distritos: Cabo Frio e Araçá.
Pela Lei Estadual n.º 1.816, de 28-01-1924, foram criados os distritos de Arraial do Cabo e Saco Fora e anexados ao município de Cabo Frio.
Em divisão administrativa referente ao ano de 1933 o município de Cabo Frio é constituído de 4 distritos: Cabo Frio, Araçá, Arraial do Cabo e Saco Fora. Assim permanecendo em divisões territoriais datadas de 31-XII-1936 e 31-XII-1937.
Pelo Decreto Estadual n.º 641, de 15-12-1938, o distrito de Saco Fora tomou o nome de Armação dos Búzios e o distrito de Araçá passou a denominar-se Campos Novos.
No quadro fixado para vigorar no período de 1939 a 1943 o município de Cabo Frio é constituído de 4 distritos: Cabo Frio, Armação dos Búzios, Arraial do Cabo e Campos Novos.
Pelo Decreto-lei Estadual n.º 1.056, de 31-12-1943, o distrito de Campos Novos passou a chamar-se Tamoios.
Em divisão territorial datada de I-VII-1960, o município de Cabo Frio é constituído de 4 distritos: Cabo Frio, Armação dos Búzios, Arraial do Cabo e Tamoios.
Assim permanecendo em divisão territorial datada de 1-VII-1983.
Pela Lei Estadual n.º 839, de 13-05-1985, desmembra do município de Cabo Frio, o distrito de Arraial do Cabo, elevado à categoria do município.
Em “Síntese” de 31-XII-1994 o município é constituído de 3 distritos: Cabo Frio, Armação de Búzios e Tamoios.
Pela Lei Estadual n.º 249, de 28-12-1995, é desmembrado do município de Cabo Frio o distrito de Armação de Búzios, elevado à categoria de município.
Em divisão territorial datada de 1999, o município é constituído de 2 distritos: Cabo Frio e Tamoios.
Assim permanecendo em divisão territorial datada de 2014.