Em indígena, significa “abundância de guarás”, aves aquáticas pernaltas. A Freguesia de Guaratiba foi criada em 1755, com terras desmembradas da Freguesia de Irajá, por iniciativa de Dom José de Barros Alarcão.

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.

Numa disputa entre Francisco Macedo Vasconcelos, do Engenho do Morgado, e Ana Sá Freire, do Engenho da Ilha, foi aberto um caminho pelo Engenho Novo que se converteu em Estrada Geral, surgindo nela novos engenhos. No bairro há um largo, uma estrada e um morro com a denominação Ilha. Uma das versões é de que “ilha”, seria uma corruptela de William, nome de um oficial inglês da frota de Dom João VI em 1808, que se instalou no local.

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.

Grande parte de Guaratiba é ocupada por manguezais que chegam até a orla da Baía de Sepetiba e formam importante ecossistema, com viveiro de peixes e crustáceos. No Bairro foi implantado o atual Centro Tecnológico do Exército. Em sua baixada, atravessada pelos rios Piraquê e Cabuçu, destacando-se os jardins Maravilha, Garrido, Guaratiba, Cinco Marias e Piaí, todos da década de 1950/1960.