Sua denominação teve origem na partilha das terras da região de Guaratiba entre os herdeiros de seu primeiro donatário, Manoel Velloso Espinha. Com a sua morte, seus dois filhos Jerônimo Velloso Cubas e Manoel Espinha Filho herdaram a freguesia de Guaratiba. Através de mútuo entendimento, dividiram entre eles as terras herdadas do pai, ficando Jerônimo com a parte norte e Manoel com a leste, tendo o rio Piraquê como marco divisório.
Jerônimo Velloso Cubas construiu em seus domínios, em 1628, a Ermida, depois Capela de Nossa Senhora do Desterro.
Ainda existente, a capela situa-se em pequena elevação defronte à Baía de Sepetiba e é tombada pelo Patrimônio da União. Jerônimo não tinha herdeiros e, de acordo com a lei, foi forçado a doar sua parte à “Província Carmelitana Fluminense”, uma Congregação Religiosa da Ordem do Carmo, que ali construiu benfeitorias, destacando-se um engenho com extenso canavial, produtor de açúcar e rapadura. Nessa área, surgiria a fazenda da Pedra, com sua Capela de Sant’ana, que daria origem, mais tarde, ao núcleo urbano de Pedra de Guaratiba, com acesso pelas estradas da Pedra, da Matriz e do Catruz. O bonde chegaria à localidade pela Rua Belchior da Fonseca, com terminal na Praça da Colônia (atual Vila Formosa).
Existem fontes que citam Pedra de Guaratiba como um importante centro exportador de ouro das Minas Gerais no século XVII.
Em Guaratiba, existiam importantes engenhos, como o Engenho Novo, o Engenho de Fora, o do Morgado, o da Ilha, o da
Bica e o da Pedra. Duas de suas maiores capelas eram a de Santo Antônio (Engenho da Bica) e a de São Salvador do Mundo, de 1773, doada pelo Capitão Francisco Pais Ferreira, proprietário do Engenho de Fora. Após o ciclo do açúcar e aguardentes em seus engenhos, surgiu a cultura do café, e a fazenda do Engenho Novo, de Pedro Dauvereau, foi a primeira fazenda carioca a usar maquinaria moderna importada. No Governo Washington Luís, o prefeito Antonio Prado Junior levou a Guaratiba, sua primeira estrada moderna, a da Grota Funda, com sinuosas curvas, que dava acesso à baixada de Jacarepaguá. Na década de 1970, foi construída a estrada Rio-Santos, atual Avenida das Américas, cruzando a extensa baixada. Existiu uma linha de bondes ligando Campo Grande ao largo da Ilha.
A Pré-História, sua Formação e Conceitos de Sambaquis
Sambaquis são riquezas da arqueologia que guardam vestígios deixados pelos homens da pré historia. Antigos locais de moradia temporária de comunidade cuja subsistência era baseada na coleta animal e vegetal, pesca, caça e onde exerciam as atividades domésticas, artesanais e cerimoniais. Seus habitantes viviam organizados em pequenos grupos familiares. Os sambaquis têm a forma de colinas que foram formadas pela ação humana e não por forças da natureza.
O sambaqui é formado por camadas arqueológicas sobrepostas que representam sucessivas ocupações humanas, sendo que as camadas depositadas primeiro são as mais antigas e as camadas superiores as mais recentes. Os habitantes dos sambaquis sepultavam seus mortos, segundo rituais peculiares, no próprio local de moradia. O sambaqui, porém, não é um cemitério e muito menos cemitério de índios. Na região de Pedra de Guaratiba podem ser encontrados dois sambaquis: Embratel e Zé Espinho, que têm aproximadamente 2260 anos e 1180 anos.
Esses sambaquis foram pesquisados sob a professora Lina Maria Kneip, do Museu Nacional, na década de 80.