O nome do bairro tem origem tupi: SIPITIBA, ou “ÇAPE-TYBA”, ou “ÇAPE-TYUA”, o que significa “sítio dos sapês” ou “sapezal”.

Na orla da Baía de Sepetiba há três praias principais: a de Sepetiba, a do Recôncavo (antiga Dona Luíza) e a do Cardo. Sepetiba servia como porto colonial para exportação do pau-brasil - cortado nas matas vizinhas - aos países europeus. Seu antigo acesso a Santa Cruz se dava pelo caminho de Sepetiba (atual estrada de Sepetiba), e se ligava à Pedra de Guaratiba pelo caminho de Piahy (atual estrada do Piaí).

Em 1818, havia três fortes equipados com baterias de canhões: o de São Pedro (defendia a praia de Sepetiba e as ilhas da Pescaria e do Tatu), o de São Paulo (abrangia as praias de Sepetiba e Piahy) e o de São Leopoldo (no morro de Sepetiba).

A antiga povoação foi elevada à segunda província por Dom João VI.

Segundo fontes históricas, Dom João VI foi estimulado pelos padres jesuítas a visitar o litoral de Sepetiba, onde vislumbrou um ponto adequado para a navegação e escoamento de produtos. Nele construiu duas pontes e um cais na ilha da Pescaria, utilizando mão-de-obra escrava e supervisionada por portugueses.

No início do século XIX, Sepetiba passou a ser freqüentada pela família real no verão, que utilizava a propriedade denominada “a Casa de Esquina”, onde está a atual praça Washington Luiz, que pertenceu a Aureliano Souza e Oliveira Coutinho, o Visconde de Sepetiba. Visitantes ilustres, convidados da família real, circulavam no bairro nessa época e a vida social da localidade dava entretenimentos à elite, como touradas, saraus e danças portuguesas. Findo o verão, Sepetiba era pacata, refletindo a vida simples dos pescadores e sitiantes.

O escoamento da produção era feito por via marítima, até que, com a implantação da “Companhia Ferro Carril”, em 1884, o bonde de tração animal passou a transportar a “mala real” até o cais de Sepetiba, além de cargas e passageiros, chegando a ser fretados para piqueniques nas praias de Sepetiba.

Há o relato de que refugiados da revolta armada de Santa Catarina se atracaram acidentalmente na praia de Sepetiba, sendo presos e fuzilados na “ilha da Pescaria” e ali mesmo sepultados. O local passaria a ser chamado de “ilha dos Marinheiros” pelos moradores mais antigos.

Dom João VI criou decreto lei em 26 de julho de 1813, reconhecendo Sepetiba como povoado, delimitando sua área, doando as terras aos pescadores e lavradores, em sítios, inicialmente para um grupo de oito pessoas. No período republicano, mais habitantes de outras localidades foram se fixando nas praias da região, em rústicas casas cobertas com sapê.

A praia de Sepetiba foi pioneira como atrativo turístico, por possuir faixa de areia e águas límpidas, depois a da Dona Luiza, assim chamada por residir no local uma solitária mulher, e, finalmente, a praia do Cardo, cujo nome possui duas versões: uma devido a planta que se espalhava pela região, a outra se referia a um morador Ricardo que abreviariam para “Cardo”. Hoje, no início do século XXI, as praias estão poluídas e assoreadas.

A principal atividade do bairro - desde o início da ocupação até nossos dias - é a pesqueira, baseada na Colônia de Pescadores Z-15.

Também a lavoura era praticada no bairro até a primeira metade do século XX. Plantavam-se nos sítios aipim, batata doce, frutas, legumes, e, em larga escala, cana de açúcar e café. Com a urbanização e o surgimento dos loteamentos, a lavoura praticamente desapareceu.

O comércio de Sepetiba é pequeno, local, com muitos quiosques, bares e barracas, lanchonetes e restaurantes na praia do Recôncavo, onde foi feita uma remodelação da orla, que se tornou um ponto de lazer dos jovens. Na estrada São Tarcísio e rua Pedro Leitão também se encontram lojas de comércio variado. Destacam-se, no bairro: a capela de São Pedro, inaugurada em 1895, o Sepetiba Iate Clube, fundado em 1947, e o coreto de ferro, em base de alvenaria, na praça Washington Luiz, que já serviu de cenário para gravações de novelas.

O primeiro ônibus entre Sepetiba e Santa Cruz começou a circular em 1926, por iniciativa de Antonio Pereira da Silva. A empresa durou até 1932 e, mais tarde, José Cardoso da Silva foi expandindo as linhas. Atualmente, poucas linhas de ônibus funcionam, em horários espaçados, predominando o transporte feito por vans e kombis, em direção a Santa Cruz, Campo Grande e Bangu.

A luz elétrica chegou a Sepetiba em 1949, por iniciativa do prefeito do distrito federal, general Ângelo Mendes de Moraes. De lá para cá, Sepetiba se expandiu. Loteamentos – muitos em condições precárias - foram ocupando as áreas próximas à estrada do Piai, a praça Oscar Rossin foi urbanizada e foi aberto o canal na rua Santa Ursulina para escoar terrenos alagadiços. Surge, na década de 1960, o loteamento “Vila Balneário Globo” e, recentemente, destaca-se a implantação ao longo da estrada de Sepetiba do grande conjunto Nova Sepetiba, construído pelo governo do estado para a população de baixa renda.