اتاوا در کنار رودخانه و جلگهای حاصلخیز واقع شده است و به دلیل این موقعیت مکانی، نواحی اطراف این شهر برای هزاران سال محل سکونت انسانها بوده است. مجاورت این شهر با محل پیوند سه رودخانه، آن را به شهر مهمی برای سفر و تجارت تبدیل کرده است. در سال ۱۶۱۰ یکی از سیاحان اروپایی برای اولین بار این جلگه را کشف کرد. در پی این کشف، روابط تجاری میان اروپاییها و بومیان محلی شکل گرفت و پس از آن نیز میسیونریها به این منطقه پا گذاشتند.
تا سال ۱۸۰۰، اولین محل سکونت اروپاییان، Wrightsville، در قسمت شمالی رودخانه اتاوا بوده است. اروپاییان وارد صنعت چوب شدند. این صنعت رفته رفته تبدیل به یک فعالیت اقتصادی مهم و پر رونق گشت. در سال ۱۸۲۶ انگلیسیها شروع به ایجاد کانال در جنوب رودخانه اتاوا کردند و صدها نفر از مهاجران تازهوارد به اتاوا جذب شدند. در آن زمان اسم شهر، Bytown بود.
در سال ۱۸۵۵، Bytown به اتاوا تغییر نام داد و دو سال بعد ملکه ویکتوریا، این شهر را به دلیل موقیعیت استراتژیک آن، به عنوان پایتخت کانادا معرفی کرد. امور مربوط به توسعه در این شهر ادامه پیدا کرد، تا جاییکه تا سال ۱۸۸۵ اتاوا تبدیل به اولین شهر کانادا با چراغهای خیابانی تمام الکتریک شد. در طی دهه ۱۹۵۰ تلاشهایی برای بازسازی مجدد بزرگراهها و تمرکززدایی چندین ساختمان دولتی شکل گرفت. این بازسازیها با موج عظیمی در ساخت و ساز همراه بود که تا سال ۱۹۸۰ ادامه یافت و پس از آن صنعت و فناوری رونق گرفت. در سال ۲۰۰۱ با ادغام شهرداریهای نزدیک بهم، یک شهر واحد تشکیل شد.