A cidade nasceu e cresceu das instalações ferroviárias da Estrada de Ferro Madeira-Mamoré, através da exploração de borracha e posteriormente de cassiterita e de ouro. Moravam cerca de mil pessoas quando a obra da construção da Estrada de Ferro se concluiu, geralmente seus residentes eram funcionários da empresa construtora.
Tornou-se município em 1914, quando ainda pertencia ao Estado do Amazonas. Em 1943, foi desmembrado do Amazonas assim como o Município de Lábrea e, juntamente com os Municípios Guajará-Mirim e Santo Antônio do Alto Madeira, desmembrados do Mato Grosso, passou a constituir o Território Federal do Guaporé, sendo sua capital. Em 1945, após diversas reivindicações do Estado do Amazonas neste sentido, o Município de Lábrea foi devolvido ao Amazonas e o Município de Santo Antônio do Alto Madeira foi extinto, passando a integrar Porto Velho, sendo este e Guajará-Mirim os únicos municípios que compunham o Território Federal do Guaporé que, em 1956 passou a ser denominado Rondônia, e veio a ser elevado à categoria de Estado em 4 de janeiro de 1982.
Hoje, o estado de Rondônia é composto de 52 municípios, 50 dos quais foram desmembrados dos municípios de Porto Velho e Guajará-Mirim.