В то время португальцы думали, что залив Гуанабара — это река, поэтому назвали это место «Rio de Janeiro», что в переводе с португальского языка означает «Январская река».

В первой половине XVI в. на территории современного штата Рио-де-Жанейро обитали многочисленные племена индейцев: goytacazes, puris, tamoios, paraíbas, goianás и другие.

Когда в 1534 г. португальский король Дон Жуан III разделил Бразилию на 15 наследственных капитанств, на территории современного штата Рио стало существовать два капитанства: Сан-Томе, принадлежавшее Перу де Гойс де Силвейра, и Сан-Висенте, принадлежавшее Мартим Афонсу де Соуза. Границей между этими 2 капитанствами являлась река Макаэ.

Перу де Гойс основал, в своём капитанстве Сан-Томе, поселение, которое назвал Вила да Раинья («Посёлок королевы»), где сейчас находится муниципалитет Сан-Жоан-да-Барра. Однако вскоре это поселение было атаковано индейцами goytacazes, и колонизаторы вынуждены были покинуть территорию.

В 1548 году город Салвадор в штате Баия стал столицей Бразилии, где было учреждено Общее правительство с целью лучшего контроля над колонией.

В 1555-1565 годах начинается история Рио-де-Жанейро как таковая. 1555 году французские завоеватели под командованием Николо Дюрана, заручившись поддержкой индейцев из племени tamoios, совершили военное вторжение в залив Гуанабара. Реакция португальских колонизаторов последовала в 1560 г., когда губернатор Бразилии Мем де Са отправил на борьбу с французами свой военный корпус, возглавляемый Эштасиу де Са (племянник Мам де Са). 1 марта 1565 года Эстасиу де Са основал город Рио-де-Жанейро на левом берегу залива Гуанабара, между горами Сахарная Голова и Кара-де-Кау (где сейчас пляж Де-Фора также Крепость Святого Жуана). Полное название города Рио, которое по сей день иногда фигурирует официальных документах, – Сан-Себастьян-ду-Рио-де-Жанейро (Святой Себастьян — покровитель города). Построенная крепость Рио-де-Жанейро стала оплотом для окончательного изгнания французов из залива. В 1567 г., когда французские завоеватели были окончательно побеждены, город был перенесен в окрестности горы Кастелу (она находилась в районе современного Центра и была разрушена в XX веке). С этого времени капитанство Сан-Висенте было переименовано в Капитанство Рио-де-Жанейро.

В 1559 году неподалёку от города Рио-де-Жанейро было основано поселение Ангра-дус-Рейс, в 1567 году – Маже, в 1568 году – Сан-Лоуренсу, в 1594 году – Марика.

Интересно, что на протяжении XVII века город Рио-де-Жанейро развивался медленно. Но уже во второй половине XVII века он уже занимал первое место в Бразилии по количеству населения, которое стало насчитывать около 30 000 человек. Город приобрёл бóльшую важность среди других в колонии. Этот факт стал одной из причин переноса сюда столицы в XVIII веке.

Другая причина переноса столица в Рио-де-Жанейро имела эконмический характер. Основу экономики Рио-де-Жанейро в XVII веке составляло производство сахарного тростника. В XVIII веке начало активно развиваться производство кофе. В то же время, в XVIII веке в штате Минас-Жерайс, который граничит с Рио, но не имеет выхода к морю, были открыты месторождения золота. В связи с этим важность Рио-де-Жанейро как портового города резко возросла. Был проложен Новый Путь, соединяющий внутренние районы штата Минас-Жерайс с Рио-де-Жанейро и значительно сокративший это расстояние по сравнению со Старым Путем (по которому, чтобы доехать до Минас-Жерайса, нужно было выезжать из Парати и преодолевать горный хребет Серра-ду-Мар). Всё это что дало толчок к развитию Рио-де-Жанейро как крупнейшего порта, а также важного политического, экономического и культурного центра колонии. В итоге, в 1763 году столица Бразилии была перенесена из Салвадора в Рио-де-Жанейро.

В 1808 г., после вторжения Наполеона в Португалию, португальская королевская семья бежала в Бразилию, в Рио-де-Жанейро. Этот факт дал Рио-де-Жанейро не только важный политический статус, произвел демографический и культурный бум, но и существенно увеличил объемы международной торговли в Рио. Экономика города основывалась на морской торговле с Лиссабоном и африканскими портами – Гвинеи, Анголы и Мозамбика. Сахар был главным продуктом, экспортируемым из Рио-де-Жанейро, помимо алмазов и золота.

Во второй половине XVIII века в Рио росло производство кофе, которое распространилось на регион Байшада Флуминенси, и затем в Вале-ду-Параиба.

Во второй половине XIX века экономика Рио-де-Жанейро начала приходить в упадок. До 1870-х годов Рио обладал крупнейшим производством кофе в стране, производя 60% всего бразильского кофе. С истощением земель и распространением кофейных плантаций в штаты Эспириту-Санту и Сан-Паулу, где были обнаружены более плодородные земли для выращивания кофе, экономика Рио стала приходить в упадок.

Отмена рабства в 1888 году и провозглашение Республики в 1889 году, произошедшие в Рио-де-Жанейро, также способствовали политическому и экономическому кризису в штате Рио. Начался олигархический период истории Бразилии («Старая Республика», 1889-1930), когда экономическая и политическая элиты штатов Сан-Паулу и Минас-Жерайс сменяли друг друга на ключевых постах («политика кофе с молоком»).

С 1834 года столицей штата Рио-де-Жанейро являлся город Нитерой, так как город Рио-де-Жанейро получил статус «нейтрального города» и административного центра Империи. В 1891 году, после провозглашения Республики, город Рио получает статус Федерального Округа. В 1960 году, когда Федеральный Округ был перенесён в новую столицу, город Бразилиа, город Рио стал называться штат Гуанабара. Так продолжалось до 1975 года, когда штат Гуанабара был упразднен, и город Рио снова стал столицей штата Рио.

На протяжении конца XIX в. и всего XX в. Рио-де-Жанейро оставался центром важнейших социально-политических событий и явлений в стране: провозглашение Республики 1889 г., принятие Конституции 1891 г., восстание военно-морского флота, восстание против вакцинации, восстание Восемнадцати в Форте Копакабаны, Революция 1930 г. (вызвавшая глубокие политические реформы в стране), государственный переворот 1937 г. и установление диктаторского режима Estado Novo, во главе с Жетулио Варгасом, демократизация страны в 1946 г., борьба за создание компании Петробраз и самоубийство Жетулио Варгаса в 1954 г., Военный переворот 1964 г., протесты 1968 г., движение за прямые выборы Diretas já!, движение за импичмент президенту Фернанду Коллору де Меллу и др.

В 1960 г., столица Бразилии была перенесена в город Бразилиа, который построили в 1955-1960 гг. в центральных районах страны. Для этого существовал целый ряд причин: 1) сделать Федеральную столицу более доступной для всех регионов страны, поместив ее в центральный район; 2) улучшить стратегическое положение столицы на случай военного конфликта в рамках Холодной Войны: находясь в Центральных районах, они защищена лучше, чем на побережье; 3) удалить столицу от оси Рио – Сан-Паулу, где политики подвергались постоянному давлению со стороны элиты, олигархов и народа; 4) дать толчок к развитию внутренних районов страны, которые до того времени являлись крайне отсталыми.

Таким образом, Рио-де-Жанейро всегда был и по сей день остается огромным и важнейшим центром политических, социальных и культурных событий в стране. В контексте процесса глобализации, сегодня Рио-де-Жанейро живет международной жизнью, являясь крупнейшим туристическим городом Латинской Америки местом реализации крупнейших политических и спортивных мировых событий, таких как многочисленные международные саммиты и конференции (например, Rio+20 в 2012 году), Всемирный день молодежи в 2013 г., Чемпионат мира по футболу 2014 г., Олимпиада 2016 г. и др.