Najstarejši del Logatca je nastajal pred približno 228 milijoni let, v spodnjem in srednjem triasu, v času, ko so na zemlji gospodarili arhozavri, ko so se pojavili prvi sesalci in krokodili. Pred cca 1,8 milijona let so se prej površinske vode umaknile pod površje in takrat se je začelo tudi močno zakrasevanje, ki je zakrivilo tako obliko Logatca, kot jo lahko vidite še dan danes.
Arheološke najdbe v kraških jamah pričajo o prisotnosti človeka že v paleolitiku, v času starejše in mlajše kamene dobe.
Do večje poselitve je prišlo v srednjem paleolitiku s pojavom neandertalca. Gostejša poselitev je dokazana v železni dobi v ravninskem delu ob ponoru Logaščice in na Pustem polju pod Ostrim vrhom. Osrednje prazgodovinsko gradišče je bilo na hribu Velike Bukve nad Gorenjim Logatcem. Tam so še vedno opazne urejene terase, na katerih so stali leseni objekti.
V času Rimljanov je čez Logaško kotlino potekala cesta Akvileja (Oglej)- Emona (Ljubljana) z odcepom proti Tarsatiki (Reka). Zaradi strateško pomembnega prehoda med Ljubljansko kotlino in hribovjem Hrušice je Logaška kotlina popolnoma ustrezala za izgradnjo večje obcestne postaje, imenovane mansio Logatico, ki je označena tudi na zemljevidu rimskega imperija iz 4. st., t.i. Tabuli Peutingeriani. Postaja je stala v središču Dolenjega Logatca, na ravnici pod Narodnim domom, njen obseg je bil skoraj 5.000 m2.
V 4. stol. je bila Logaška kotlina osrednja vojaška cona znotraj rimskega obrambnega sistema Claustra Alpinum luliarum (rimski obrambni sistem). Prehodi so bili varovani z različnimi utrdbami.
V srednjem veku je večji del Notranjske spadal k oglejskemu patriarhatu. Konec 14. st. so že priznavali deželnoknežjo oblast Habsburžanov.
Ob koncu 15. st. in v 16. st. so Notranjsko večkrat pustošili Turki, zato je takrat nastalo več protiturških utrdb. Od srednjega veka je bilo upravno središče v Gorenjem Logatcu, kjer sta bila pražupnija in grad.
V 16. stoletju se tu omenjajo fužine, ki so predelovale lokalno železovo rudo iz nahajališč med Zaplano, Godovičem in Rovtami. Ob uvedbi pošte v 16. stol. je bila tu pomembna poštna postaja na poti iz Ljubljane v Gorico in Trst. Ob prihodu Francozov naj bi skozi Logatec potoval tudi Napoleon Bonaparte.
Do izgradnje železniške proge je bil Logatec pomembno furmansko naselje, po letu 1857 je furmanstvo propadlo in se ohranilo le v smeri proti Idriji. Pomembnejše je postalo spravilo lesa, žagarstvo in lesna trgovina. To je omogočila prometna povezava in kvaliteten les iz okoliških gozdov.
Med vojnama je postal Logatec obmejni kraj, prav tako Hotedršica. Zaradi železniške postaje se je hitreje razvijal Dolenji Logatec, ki je leta 1910 dobil župnijo, po 2. sv. v. pa tudi sedež občine.
Zaradi požarov 1815 in 1876 se je ohranila le arhitektura 19. stoletja, za katero je značilen notranjski tloris hiš.
Med 1. sv. v. je bilo tu veliko skladišč za oskrbo Soške fronte. Zaradi hitrejše oskrbe bojišča so avstro-ogrski vojaki pričeli graditi železniško progo Logatec-Črni vrh.
Proga zaradi premika fronte ni bila končana, še vedno so v Logaški kotlini vidni ostanki železniških nasipov ter nekateri predori, ki so med 2. svetovno vojno služili kot zaklonišče.
Po 1. Svetovni vojni je z rapalsko pogodbo velik del Notranjske pripadel k Italiji in je bil razdeljen na Tržaško in Reško pokrajino. Območje Logatca je ostalo v kraljevini Jugoslaviji.
Po okupaciji 1941 je bil jugoslovanski del Notranjske, kot del Ljubljanske pokrajine, priključen h Kraljevini Italiji in je utrpel veliko škode. Cilj partizanskega načina napadov je bila zlasti železnica Ljubljana-Postojna.
Razvoj industrije in intenzivno priseljevanje med leti 1961-1991 je potrojilo število prebivalstva. Obdobje po slovenski vojni označuje hiter razvoj zlasti lesnopredelovalne industrije in zmanjševanje pomena kmetijstva. V tem času sta se močno razvila promet in podjetništvo.