O atual território brasileiro já era habitado desde pelo menos 10000 a.C. por povos provenientes de outros continentes (possivelmente, da Ásia e da Oceania. Por volta do ano 1000, os índios tapuias que habitavam a região atualmente ocupada pelo município foram expulsos para o interior do continente devido à chegada de povos tupis procedentes da Amazônia.
No século XVI, quando chegaram os primeiros europeus à região, a mesma era habitada por um desses povos tupis: os tupinambás, que fariam parte futuramente da Confederação dos Tamoios. Resquícios arqueológicos indicam que um local especialmente habitado pelos tupinambás no município era a ilha de Itaóca. O litoral fluminense, bem como São Gonçalo, foi palco, no século XVI, da revolta conhecida como Confederação dos Tamoios, que uniu as tribos Tupinambás, Tupiniquins, Aimorés e Temiminós e os colonizadores franceses contra os portugueses.
O fim da revolta se deu com o fortalecimento da colonização portuguesa, com os portugueses se lançando sobre as aldeias indígenas, matando e escravizando a população. Em 1567, com a chegada de reforços para o capitão-mor português Estácio de Sá, que fundara, dois anos antes, a vila de São Sebastião do Rio de Janeiro, iniciou-se a etapa final de expulsão dos franceses e de seus aliados tamoios da Baía de Guanabara, tendo lugar a dizimação final dos tupinambás da região. Os tupinambás se retiraram da região da atual cidade do Rio de Janeiro primeiramente em direção à Baía de Guanabara e, posteriormente, em direção a Cabo Frio.
Em 6 de abril de 1579 - a data é polêmica, pois há historiadores não aceitam o Documento de Cessão da Sesmaria existente, preferindo o relato do riobonitense Luiz Palmier em seu livro "São Gonçalo Cinquentenário" - o nobre Gonçalo Gonçalves recebeu, do governador da Capitania do Rio de Janeiro, a sesmaria localizada às margens do rio Imboaçu, com o dever de construir uma capela e um povoado no período de três anos. Ele construiu uma capela com o santo de sua devoção, São Gonçalo de Amarante. Presume-se que o local tenha sido onde hoje está a Igreja Matriz de São Gonçalo, no bairro Zé Garoto. A Praça Professora Estephanea de Carvalho, localizada no bairro Zé Garoto (alcunha do comerciante filho de imigrantes portugueses Mário Alves de Azevedo), para alguns seria o marco-zero da cidade, pois a Vila de São Gonçalo existia onde agora está a cidade.
O povoamento europeu de São Gonçalo, iniciado no final do século XVI, foi liderado por sacerdotes jesuítas, que, no começo do século XVII, instalaram uma fazenda na área conhecida como Colubandê, às margens da atual rodovia RJ-104. A sede da fazenda foi preservada até 2012, quando deixou de ser a sede do Batalhão de Polícia Florestal da Polícia Militar do Estado do Rio de Janeiro. Essa fazenda existe até hoje e é um ponto turístico de São Gonçalo, embora atualmente, encontra-se abandonada e tem sido alvo de depredação.
Em 26 de outubro de 1644, foi criada a freguesia. Em 10 de fevereiro de 1647, foi dada a confirmação da freguesia. Segundo registros da época, a localidade-sede ocupava uma área de 52 km², com aproximadamente 6 000 habitantes, sendo transformada em freguesia. Visando à facilidade de comunicação, a sede da sesmaria foi, posteriormente, transferida para as margens do Rio Imboaçu, onde foi construída uma segunda capela, monumento atualmente restaurado. O conjunto de marcos históricos remanescentes do século XVII inclui a Fazenda Nossa Senhora da Boa Esperança, em Ipiiba e a propriedade do capitão Miguel Frias de Vasconcelos, no Engenho Pequeno. A Capela de São João, em Porto do Gradim e a Fazenda da Luz, em Itaóca, são algumas lembranças do passado colonial em São Gonçalo.
Em 1660-1661, os senhores de engenho de São Gonçalo e Niterói se rebelaram contra a cobrança de taxas relativas à produção de cachaça e marcharam em armas até a cidade do Rio de Janeiro, onde depuseram o governador. Tal episódio ficou conhecido como a Revolta da Cachaça.[8]
Em 10 de maio de 1819, suspendeu-se sua condição de freguesia, tornando-se distrito da Vila de Niterói.
Em 1860, trinta engenhos de cana-de-açúcar já estavam exportando açúcar através dos portos de Guaxindiba, Boaçu, Porto Velho e Pontal de São Gonçalo. Dessa época, as fazendas do Engenho Novo e Jacaré (1800), ambas de propriedade do Barão de São Gonçalo, o Cemitério de Pachecos (1842) e a propriedade do Visconde de Beaurepaire-Rohan, na Covanca (1820), são os elementos mais importantes. São Gonçalo contava, até o século XX, com cerca de doze portos que exportavam produtos do estado do Rio de Janeiro para a corte.
Em 22 de setembro de 1890, o Distrito de São Gonçalo foi elevado a vila e município, através do Decreto Estadual 124.
Em 1892, o Decreto Um, de 8 de maio, suprimiu o município de São Gonçalo, reincorporando-o a Niterói pelo breve período de sete meses, sendo restaurado pelo Decreto 34, de 7 de dezembro do mesmo ano.
Em 1922, o Decreto 1 797 elevou São Gonçalo à categoria de cidade, sendo revogado em 1923, fazendo a cidade baixar à categoria de vila. Finalmente, em 1929, a Lei 2 335, de 27 de dezembro, concedeu a categoria de cidade a todos as sedes do município.
Em 1943, ocorre nova divisão territorial no estado do Rio de Janeiro e, dessa vez, São Gonçalo perdeu o distrito de Itaipu para o município de Niterói, restando-lhe apenas cinco distritos, quais sejam: São Gonçalo, Ipiiba, Monjolos, Neves e Sete Pontes, que permanecem até os dias atuais.
Nesse mesmo período, nas décadas de 1940 e 1950, iniciou-se a instalação, em grande escala, de grandes fábricas e indústrias em São Gonçalo. Seu parque industrial era o mais importante do estado do Rio de Janeiro, o que lhe valeu o apelido de "Manchester Fluminense".
Sucesso!