O desbravamento do atual território de Itaguaí foi iniciado em meados do século XVII, quando índios da Ilha de Jaguanum (na época denominada Jaguaramenon) se transferiram para a Ilha de Itacuruçá. Da ilha mais tarde atravessaram para o Continente onde se fixaram entre os rios Tinguaçu e Itaguaí. Nesse local chegaram mais tarde os missionários da Companhia de Jesus para iniciar sua catequese.
A origem do nome de Itaguaí seria a junção de duas palavras no vocabulário Tupi: Ita = Pedra, e Guay = lago, ou seja Lago entre Pedras. Outra versão diz ainda que viria de Tagoahy, que quer dizer Tagoa = Amarela e hy = água, significando “água amarela” ou rio de água amarela. Significando a cor amarelada de suas águas, em razão da argila em seu leito, donde viria o nome Itaguaí. Confirmando essa última versão, temos o aldeamento dos jesuítas que chamava-se Taguay devido ao fato de os índios obterem água potável de poços abertos em lugares argilosos (Taguá = barro, Y – água).
Essa aldeia foi instalada ao norte do Rio Itaguaí onde existia uma demarcação do rio Piassuguera. Foi construída uma igreja nesse aldeamento pelos jesuítas Suas atividades, no entanto, começaram em Junho de 1688. Não existem outras informações desse período com exceção de relatos dos viajantes que utilizavam o Caminho de São Paulo.
Os jesuítas mudaram-se para a Fazenda Santa Cruz para ficarem mais próximos do oceano. Mudaram-se levando todos os habitantes do arraial. Nesse novo local em 1718 foi iniciada a construção do novo templo dedicado a São Francisco Xavier, que foi concluído em 1729. É a mesma igreja que continua sendo a matriz de Itaguaí. Com a expulsão dos jesuítas pelo Marquês de Pombal em 1755 a aldeia ficou sem sua escola e perdeu também a organização base do aldeamento que era feita pelos jesuítas, mas o povoado subsistiu. Itaguaí passou à categoria de Paróquia em 1795.
A atividade econômica de praticamente toda região costeira incluindo Itaguaí eram as plantações de cana-de-açúcar. Suas terras férteis proporcionaram uma vida rural e comercial bastante vigorosa durante todo o século XIX.
Itaguaí passou a condição de Vila em 5 de Julho de 1818 com o nome de Vila de São Francisco Xavier de Itaguaí. Nesse período ainda lutava para combater um dos problemas que havia existido desde o começo de sua instalação: a febre palustre – a malária. A região que compreendia essa vila era composta pela Freguesia de Marapicu, o Ribeirão das Lajes e a Freguesia de Mangaratiba.
Consta que na sua ida para São Paulo onde proclamaria a Independência do Brasil em 1822, D. Pedro I pernoitou em Itaguaí, já que esse era o caminho utilizado normalmente para se ir a São Paulo.
Em 1939 chegavam a Itaguaí os primeiros imigrantes japoneses. Eles deixavam o estado de São Paulo vindo se instalar em Itaguaí e com seu trabalho e conhecimento da agricultura incrementaram a lavoura nesse território contribuindo para o saneamento das áreas agrícolas. Após a guerra, em 1946, chegaram novos imigrantes a Itaguaí.

Distrito criado com a denominação de São Francisco Xavier de Itaguaí, por Ordem Régia de 22-12-1795. Referem-se também a criação do distrito os Decretos Estaduais n.º 1, de 08-05-1892 e 1-A 03-06-1892, subordinado aos municípios do Rio de Janeiro e Angra dos Reis (ex-Ilha Grande).
Elevado à categoria de vila com a denominação de São Francisco Xavier de Itaguaí, por Alvará de 05-06-1818, desmembrado dos municípios do Rio de Janeiro e Angra dos Reis. Constituído de 3 distritos: Itaguaí, Bananal e Paracambi.
Por aviso de 13-11-1818, a vila de São Francisco Xavier de Itaguaí é extinta, voltando a categoria de distrito.
Reintegrado a categoria de vila com a denominação de São Francisco Xavier de Itaguaí, por Provisão de 13-11-1819, desmembrado do município do Rio de Janeiro e Angra dos Reis. Sede na antiga vila de São Francisco Xavier de Itaguaí. Constituído de 3 distritos: Itaguaí, Bananal e Paracambi. Reinstalada em 11-02-1820.
Pela Lei Provincial n.º 549, de 30-08-1851 e por Decretos Estaduais n.º s 1, de 08-05-1892 e 1-A, de 03-06-1892, é criado o distrito de Bananal e anexado ao município de São Francisco Xavier de Itaguaí.
Elevado à condição de cidade com a denominação de Itaguaí, pelo Decreto Estadual n.º 1-A, de 03-06-1892.
Pelos Decretos Estaduais n.º s 1, de 08-05-1892 e 1-A, de 03-06-1892, é criado o distrito de São Pedro e São Paulo do Ribeirão das Lages e anexado ao município de Itaguaí.
Pela Lei Estadual n.º 201, de 06-12-1895, o distrito de São Pedro e São Paulo do Ribeirão das Lages passou a denominar-se Macacos.
Pela Lei Estadual n.º 536, de 19-12-1901, o distrito de Macacos (ex-São Pedro e São Paulo do Ribeirão das Lages) passou a denominar-se Paracambi.
Em divisão administrativa referente ao ano de 1911, o município é constituído de 3 distritos: Itaguaí, Bananal e Paracambi (ex-Macacos).
Pela Lei Estadual n.º 1.801, de 08-01-1924, o distrito de Bananal passou a denominar-se Patioba.
Pela Lei Estadual n.º 2.069, de 29-11-1926, é criado os distritos de Caçador e Coroa Grande e anexados ao município de Itaguaí. Sob a mesma Lei, o distrito de Patioba (ex-Macacos) passou a denominar-se Seropédica.
Em divisão administrativa referente ano de 1933, o município é constituído de 5 dstritos: Itaguaí, Caçador, Coroa Grande, Paracambi e Seropédica (ex-Patioba).
Assim permanecendo em divisões territoriais datadas de 31-XII-1936 e 31-XII-1937.
Pelo Decreto-lei Estadual n.º 1.056, de 31-12--1943, o distrito de Caçador passou a denominar-se Ibituporanga.
Em divisão territorial datada de I-XII-1955, o município é constituído de 5 distritos: Itaguaí, Coroa Grande, Ibituporanga (ex-Caçador), Paracambi e Seropédica.
Assim permanecendo em divisão territorial datada de I-VII-1960.
Pela Lei Estadual n.º 4.426, de 08-08-1960, é desmembrado do município de Itaguaí o distrito de Paracambi. Elevado à categoria de município.
Em divisão territorial datada de 31-XII-1963, o município é constituído de 4 distritos: Itaguaí, Coroa Grande, Ibituporanga e Seropédica.
Assim permanecendo em divisão territorial datada de 1991.
Pela Lei Estadual n.º 1.586, de 18-11-1993, extingui do município de Itaguaí o distrito de Coroa Grande, sendo seu território voltando a fazer parte do distrito sede de Itaguaí.
Em “Síntese” de 31-XII-1994, o município é constituído de 3 distritos: Itaguaí, Ibituporanga e Seropédica.
Pela Lei Estadual n.º 2.446, de 12-10-1995, é desmembrado de Itaguaí o distrito de Seropédica. Elevado à categoria de município.
Em divisão territorial datada de 2003, o município é constituído de 2 distritos: Itaguaí e Ibituporanga.
Assim permanecendo em divisão territorial datada de 2007.