A história do município de Casimiro de Abreu está diretamente ligada à criação, em 1502, da feitoria de Cabo Frio pela expedição comandada por Américo Vespúcio.
Seguindo uma política portuguesa da época, aos capitães vitoriosos nas batalhas contra a invasão estrangeira eram oferecidas sesmarias, para o cultivo e a colonização da terra. Em apoio à feitoria de Cabo Frio, foram criadas no ano de 1616 a Aldeia de São Pedro e a sesmaria de Campos Novos, entre São Pedro e o Rio Peruíbe (Peruibe, é um vocábulo derivado a língua Tupi que significa “Rio de Tubarões”), atual Rio São João.

A primeira citação da constituição de uma comunidade na margem esquerda do Rio Peruíbe data de 1619, quando padres jesuítas, acompanhados de colonos vindos da Sesmaria de Campos Novos, instalada três anos antes, fundaram o Arraial de Barra de São João, erguendo uma capela em homenagem a São João Batista no local onde hoje se encontra a atual Capela. O desenvolvimento desta comunidade se deu sem nenhum registro histórico conhecido até 1801.

Vigorava uma política ditada pelo então governador geral do Brasil, Tomé de Souza, datada de 1548, que determinava que os índios catequizados não ficassem em suas aldeias de origem, misturando-se com elementos de outras etnias, essa política era denominada de “descimento” ou “aldeamento”.

Os descimentos eram expedições, em princípio não militares, realizadas por missionários, com o objetivo de convencer os índios que “descessem” de suas aldeias de origem para viverem em novos aldeamentos especialmente criados para esse fim, pelos portugueses, nas proximidades dos núcleos coloniais.

Foi cumprindo então esta política de colonização, que em 1740 o padre capuchinho Francisco Maria Talli, acompanhado de índios Guarús, nativos de tribos que habitavam terras do outro lado da Serra dos Órgãos, ocupou uma área onde se encontra Aldeia Velha, hoje distrito de Silva Jardim, tendo erguido ali uma capela em homenagem a Sacra Família de Ipuca em 1748, recebendo o foro de Freguesia com o mesmo nome em 1761. Devido às constantes epidemias, a sede da Freguesia foi oficialmente transferida para a Barra do Rio São João em 1801, onde se ergueu a matriz da Sacra Família, em frente à Praça da Alegria (hoje Praça As Primaveras), tendo sido reformada em estilo neoclássico no fim do século XIX.
Nesta época toda esta área ainda pertencia a Cabo Frio e só em 1813 foi criado o município de Macaé, abrangendo a aldeia de Barra de São João, Leripe (Rio das Ostras), Indaiaçu (Casimiro de Abreu) e Vila de Capivary (Silva Jardim).

José Joaquim Marques de Abreu vai morar no vale do Rio São João, região rica em madeira de lei e estabelece propriedades em Lontra, localidade próxima a Indaiaçu, Correntezas (Vila de Capivari) e Arraial de Barra de São João. Casou-se em 1833 com Luiza Joaquina Neves, viúva de seu amigo Patrício e já mãe de um menino. No mesmo ano nasce Maria Joaquina e vão morar na casa de Barra de São João, que era um trapiche onde comercializava e exportava diversos produtos para o Rio de Janeiro, inclusive produtos agrícolas vindos de Leripe e tendo como sócio seu irmão Manoel Joaquim Marques de Abreu. Nessa residência nasce, em 1839, Casimiro José Marques de Abreu.

Por força da Deliberação de 31 de agosto de 1843, o Governo provincial aprovou a demarcação dos limites da povoação de Barra de São João, realizada por uma Comissão criada por força de Portaria datada de 13 de maio de 1843. Três anos mais tarde, o progresso verificado na florescente localidade era tal, que o governo, por efeito da Lei nº 394 de 19 de maio de 1846, elevou-a a categoria de vila, com a denominação de Barra de São João, conservando os limites da freguesia em que ela estava colocada. Ao que se sabe, só 13 anos após a assinatura dessa Lei, conseguiram os habitantes de Barra de São João cumprir o disposto no art. 2º do Decreto citado, que determinava que a vila não seria instalada enquanto não se construísse um edifício para as sessões da Câmara, pelo que, só em 15 de setembro de 1859 verificou-se a sua instalação.

Logo de início esse município teve regular desenvolvimento no que concerne à agricultura e, até os fins do século XIX, conseguiu manter essa situação. Com a Lei da Abolição dos Escravos, a exemplo do que sucedeu com os demais municípios fluminenses, Barra de São João também sofreu um declínio notável na sua produção agrícola.

Em 1890 a vila de Barra de São João é elevada a categoria de cidade e devido ao desajustamento da economia, a sede foi deslocada ora para Indaiaçú, ora para Barra de São João. Exemplo disto é que em 1901, por força da lei estadual nº 516, de 17 de dezembro de 1901 o município passou a denominar-se Indaiaçu e, por força de mais uma lei estadual, a de nº 645, de 15 de setembro de 1904, a sede volta para Barra de São João e o município volta a ser chamada pelo mesmo nome e com dois distritos: Barra de São João e Indaiaçu.

Alegando os benefícios da linha férrea, enquanto em Barra de São João o acesso á cidade era feito por meio de balsas, o prefeito Alpheu Marchon transferiu a sede do município definitivamente para Indaiaçu, baseado na Lei nº 1989, de 10 de novembro de 1925, que passou a denominar-se Casimiro de Abreu, por força da Lei nº 2013, de 23 deste mesmo mês e ano.

Em 1937 a casa onde residiu o poeta Casimiro de Abreu foi arrematada por Bernardo Gomes, benemérito de Barra de São João e doada ao Governo do Estado do Rio de Janeiro em 18 de setembro de 1958 para ali ser instalada uma Casa de Cultura em homenagem ao poeta, conforme decreto estadual 5.580 de 04 de janeiro de 1957.

Em 31 de março de 1938, por efeito do Decreto-lei estadual nº 392-A, o município de Barra de São João teve o seu nome alterado para Casimiro de Abreu.

Em 1942 uma ponte que serviria de passagem do trem da Estrada de Ferro Maricá sobre o Rio São João, na divisa entre Barra de São João e Cabo Frio, foi inaugurada com a presença do presidente da república Getulio Vargas e do governador do Estado, Amaral Peixoto. No entanto esta ponte nunca foi utilizada para este fim, pois a obra da linha férrea que vinha sendo construída foi interrompida bem distante da cidade. A ponte passou a ser utilizada para passagem de carros, vindo a ruir tempos depois.

Em 30 de agosto de 1967 cria-se o Brasão de Armas do município, tendo como datas históricas o ano de 1748 – data da fundação do povoado da Aldeia de Ipuca – e o ano 1938, data da mudança de nome para Casimiro de Abreu. Com a emancipação de Rio das Ostras em 1992, Barra de São João torna-se o único pedaço de litoral do município de Casimiro de Abreu.

Por força da Lei Municipal nº 360, de 22 de novembro de 1996 foi criado o distrito de Professor Souza e anexado ao município de Casimiro de Abreu, o mesmo acontecendo com Rio Dourado em 25 de junho de 1997, através da Lei Municipal nº 396.