Trước thế kỷ XIX, địa bàn huyện Cái Nước ngày nay là vùng đất hoang sơ, rậm rạp thuộc trấn Hà Tiên. Cư dân nơi đây ở từng cụm rải rác, chỉ tập trung nhiều ở thôn Tân Hưng. Thôn này lúc bấy giờ có khoảng 300 người chuyên sống bằng nghề nông, chủ yếu là trồng lúa nước, một số người sống ven sông với nghề bắt tôm, cua, cá. Dần dần vùng đất này trở nên trù phú, thu hút ngày càng đông người dân tứ xứ đến lập nghiệp xây dựng xóm làng.
Năm 1833, trấn Hà Tiên đổi thành tỉnh Hà Tiên, xứ Cái Thủy (Cái Nước ngày nay) thuộc tổng Quảng Xuyên, huyện Long Xuyên, tỉnh Hà Tiên. Thời Tự Đức, triều đình khuyến khích dân khẩn hoang, lập làng ở khắp vùng Nam Kỳ lục tỉnh. Dân cư các nơi đến vùng Cái Nước khẩn hoang sinh sống càng nhiều. Thời Pháp thuộc, xứ Cái Thủy thuộc quận Ngọc Hiển. Năm 1951 chia quận Ngọc Hiển là 2 quận Ngọc Hiển và Trần Văn Thời, xứ Cái Thủy thuộc quận Trần Văn Thời.

Quận Cái Nước được thành lập từ ngày 05-08-1957, thuộc tỉnh An Xuyên, gồm có 6 xã: Hưng Mỹ, Tân Hưng Tây, Phú Mỹ, Tân Hưng Đông, Tân Hưng, Thuận Hưng. Quận lỵ đặt tại Cái Nước Ngọn. Ngày 19-05-1958, xã Thuận Hưng được cắt về cho quận Năm Căn. Ngày 07-12-1965, giao xã Tân Hưng về cho quận Đầm Dơi, đồng thời nhận xã Tân An từ quận Đầm Dơi chuyển qua. Ngày 09-05-1969, giao hai xã Thuận Hưng, Tân Hưng Đông về cho quận Năm Căn. Ngày 29-10-1969, đổi tên quận Cái Nước thành quận Hải Yến. Ngày 13-09-1974, giao xã Hưng Mỹ về cho quận Sông Ông Đốc cùng tỉnh.

Sau 30-04-1975, quận Hải Yến được chuyển thành huyện Cái Nước, thuộc tỉnh An Xuyên. Ngày 05-05-1976 huyện Cái Nước xác nhập vào huyện Trần Văn Thời, tỉnh Minh Hải. Ngày 29-12-1978, Hội đồng chính phủ ra quyết định số 326-CP, theo đó tái lập huyện Cái Nước trên cơ sở tách ra từ huyện Trần Văn Thời, đồng thời ấn định các đơn vị hành chính của huyện cái nước gồm 1 thị trấn huyện lỵ và 18 xã, nhưng không ghi tên cụ thể.

Ngày 25-07-1979, địa giới hành chính huyện Cái Nước có sự điều chỉnh như sau:

- Chia xã Tân Hưng thành 2 xã Thạnh Hưng, Phong Hưng

- Tách đất xã Đông Thới, lập thêm xã mới Tân Thới

- Tách đất xã Hưng Mỹ, lập thêm 2 xã mới Hoà Mỹ, Bình Mỹ

- Tách đất xã Phú Hưng, lập thêm xã mới Phú Lộc

- Tách đất xã Tân Hưng Đông, lập thêm 2 xã mới là Tân Hiệp, Cái Nước

- Tách đất xã Trần Phán, lập thêm xã mới Tân Trung

- Chia xã Quách Phẩm A thành hai xã mới Quách Phẩm và Hoà Điền

Huyện tổng cộng có 19 xã. Ngày 30-08-1983, Hội đồng Bộ trưởng ra quyết định số 94/HĐBT giải thể huyện Cà Mau, huyện Cái Nước nhận thêm 3 xã của huyện Cà Mau là: Định Hoà, Định Thành, Tân Thạnh. Ngày 17-05-1984, Hội đồng Bộ trưởng ra quyết định số 75/HĐBT, về việc phân vạch địa giới một số huyện, thị xã thuộc tỉnh Minh Hải, sáp nhập huyện Cái Nước và huyện Phú Tân thành một huyện lấy tên là huyện Cái Nước. Huyện Cái Nước gồm 32 đơn vị hành chánh là các xã: Cái Nước, Hiệp Hưng, Trần Thới, Tân Thới, Tân Hưng, Phong Hưng, Tân Hưng Đông, Hưng Mỹ, Bình Mỹ, Phú Lộc, Phú Hưng, Tân Hiệp, Đông Thới, Thạnh Hưng, Thạnh Phú, Thạnh Trung, Lương Thế Tân, Hoà Mỹ, Tân Hải, Phú Hoà, Phú Hiệp, Việt Thắng, Việt Hùng, Tân Hưng Tây, Nguyễn Việt Khái, Phú Thuận, Phú Thành, Tân Nghiệp, Tân Phong, Việt Dũng, Việt Cường và thị trấn Phú Tân. Huyện lỵ đóng tại xã Cái Nước. Địa giới huyện Cái Nước ở phía Đông giáp huyện Ngọc Hiển, phía Tây giáp Vịnh Thái Lan, phía Nam giáp huyện Năm Căn, phía Bắc giáp thị xã Cà Mau.

Ngày 14-02-1987, Hội đồng Bộ trưởng ra quyết định số 33/b-HĐBT, điều chỉnh địa giới hành chánh huyện Cái Nước như sau:

- Sáp nhập xã Thạnh Trung và xã Lương Thế Trân thành một xã lấy tên là xã Lương Thế Trân.

- Sáp nhập xã Phú Hưng và xã Phú Lộc thành một xã lấy tên là xã Phú Hưng.

- Sáp nhập xã Hoà Mỹ và xã Hưng Mỹ thành một xã lấy tên là xã Hưng Mỹ.

- Sáp nhập xã Phú Mỹ và xã Phú Thuận thành một xã lấy tên là xã Phú Mỹ.

- Sáp nhập xã Phú Hoà và xã Phú Thành thành một xã lấy tên là xã Phú Hoà.

- Sáp nhập xã Việt Khái với xã Việt Dũng thành một xã lấy tên là xã Việt Khái.

- Giải thể xã Phong Hưng để sáp nhập vào xã Tân Hưng và xã Hưng Hiệp.

- Sáp nhập xã Việt Cường với xã Việt Hùng thành một xã lấy tên là xã Việt Hùng; tách một phần dân số và diện tích của xã Việt Hùng để sáp nhập vào xã Việt Thắng.

- Giải thể xã Tân Thới để sáp nhập vào xã Trần Thới và xã Đông Thới.

- Sáp nhập xã Tân Phong và xã Tân Nghiệp thành một xã lấy tên là xã Tân Nghiệp; tách một phần dân số và diện tích để sáp nhập vào thị trấn Phú Tân.

- Giải thể xã Cái Nước để thành lập thị trấn Cái Nước (thị trấn huyện lỵ huyện Cái Nước).
Ngày 02-02-1991, địa giới hành chánh huyện có sự điều chỉnh như sau:

- Giải thể xã Thạnh Phú, nhập vào xã Lương Thế Trân

- Giải thể xã Thạnh Hưng, nhập vào xã Tân Hưng

- Giải thể xã Hưng Hiệp, nhập vào xã Hưng Thới

- Giải thể xã Bình Mỹ, nhập vào xã Hưng Mỹ

- Giải thể xã Nghĩa Hiệp, nhập vào xã Tân Hưng Đông

- Giải thể xã Việt Thắng, nhập vào xã Trần Thới

- Giải thể xã Phú Hoà, nhập vào xã Phú Mỹ

- Hợp nhất xã Phú Hiệp, Tân Hiệp và thị trấn Phú Tân thành xã Phú Tân

- Nhập xã Việt Hùng với xã Nguyễn Việt Khái thành xã Tân Hưng Tây mới

- Nhập xã Tân Hải với xã Tân Hưng Tây cũ thành xã Nguyễn Việt Khái mới.

Sau khi điều chỉnh, huyện Cái Nước có thị trấn Cái Nước và 11 xã: Lương Thế Trân, Phú Hưng, Hưng Mỹ, Đông Thới, Phú Mỹ, Tân Hưng, Tân Hưng Đông, Phú Tân, Tân Hưng Tây, Trần Thới, Nguyễn Việt Khái.

Ngày 29-08-1994, thành lập thị trấn Cái Đôi Vàm trên cơ sở tách ra từ xã Nguyễn Việt Khái. Ngày 06-11-1996, kỳ họp thứ 10, Quốc hội khoá IX, ra Nghị quyết chia và điều chỉnh địa giới một số tỉnh. Theo đó, chia tỉnh Minh Hải thành hai tỉnh Bạc Liêu và Cà Mau. Huyện Cái Nước thuộc tỉnh Cà Mau.

Ngày 25-06-1999, Chính phủ Việt Nam ban hành Nghị định số 42/1999/NĐ-CP, về việc thành lập xã thuộc các huyện Đầm Dơi, Trần Văn Thời, Cái Nước và Ngọc Hiển, tỉnh Cà Mau. Theo đó thành lập xã Việt Thắng thuộc huyện Cái Nước trên cơ sở có 3.865,27 ha diện tích tự nhiên và 10.300 nhân khẩu của xã Trần Thới.
Ngày 22-04-2003, Chính phủ Việt Nam ban hành Nghị định số 41/2003/NĐ-CP, về việc thành lập xã thuộc các huyện Cái Nước và U Minh, tỉnh Cà Mau. Theo đó, thành lập xã Tân Hải thuộc huyện Cái Nước trên cơ sở 4.233,56 ha diện tích tự nhiên và 9.532 nhân khẩu của xã Phú Tân.

Ngày 17-11-2003, Chính phủ Việt Nam ban hành Nghị định số 138/2003/NĐ-CP, về việc thành lập các huyện Năm Căn và Phú Tân, tỉnh Cà Mau. Theo đó, tách thị trấn Cái Đôi Vàm và 6 xã: Phú Mỹ, Phú Tân, Tân Hải, Việt Thắng, Tân Hưng Tây, Nguyễn Việt Khái của huyện Cái Nước để thành lập huyện Phú Tân. Huyện Cái Nước còn lại 39.514 ha diện tích tự nhiên và 136.619 nhân khẩu; có 8 đơn vị hành chính trực thuộc gồm các xã Lương Thế Trân, Phú Hưng, Hưng Mỹ, Tân Hưng, Tân Hưng Đông, Đông Thới, Trần Thới và thị trấn Cái Nước.

Ngày 23-11-2004, Chính phủ Việt Nam ban hành Nghị định số 192/2004/NĐ-CP, về việc thành lập xã thuộc các huyện Cái Nước và Phú Tân, tỉnh Cà Mau. Theo đó, thành lập xã Thạnh Phú thuộc huyện Cái Nước trên cơ sở 3.111 ha diện tích tự nhiên và 13.725 nhân khẩu của xã Lương Thế Trân; thành lập xã Hoà Mỹ thuộc huyện Cái Nước trên cơ sở 3.860,20 ha diện tích tự nhiên và 9.326 nhân khẩu của xã Hưng Mỹ; thành lập xã Đông Hưng thuộc huyện Cái Nước trên cơ sở 3.283,40 ha diện tích tự nhiên và 10.299 nhân khẩu của xã Đông Thới. Huyện có 11 đơn vị hành chính trực thuộc, gồm thị trấn Cái Nước và 10 xã: Lương Thế Trân, Thạnh Phú, Phú Hưng, Hưng Mỹ, Tân Hưng, Hòa Mỹ, Tân Hưng Đông, Đông Thới, Đông Hưng và Trần Thới.

Cái Nước là địa bàn trọng điểm nằm ở khu vực trung tâm của tỉnh Cà Mau, huyện được xem là vùng kinh tế nội địa trọng điểm ở cửa ngõ Nam Cà Mau, có khả năng phát triển mạnh các ngành công nghiệp, thương mại dịch vụ, gắn với phát triển sản xuất đa canh và du lịch sinh thái. Nếu được đầu tư đúng mức, chắc chắn trong thời gian không xa, một số trung tâm kinh tế trọng điểm của huyện sẽ trở thành những khu đô thị mới. Trong những năm qua, huyện Cái Nước có nhiều nỗ lực trong việc huy động vốn đầu tư xây dựng kết cấu hạ tầng, khai thác tiềm năng, đẩy nhanh tốc độ phát triển kinh tế - xã hội ở địa phương. Tuy nhiên, do nguồn lực có hạn, nên huyện chưa đủ sức khai thác tốt tiềm năng, kết cấu hạ tầng vẫn còn trong tình trạng yếu kém.

Năm 2000, huyện Cái Nước tiến hành chuyển dịch cơ cấu sản xuất từ trồng lúa sang nuôi tôm và lúa tôm kết hợp. Từ đó đã khai thác được tiềm năng và lợi thế kinh tế. Hiện nay, huyện có nhiều mô hình sản xuất nông nghiệp như: nuôi tôm công nghiệp, nuôi quảng canh cải tiến, nuôi tôm kết hợp với trồng lúa.....Từ năm 2000 đến năm 2005, nền kinh tế xã hội huyện Cái Nước đạt được những thành tựu đáng kể: tốc độ tăng trưởng GDP bình quân hàng năm (giai đoạn 2000 - 2005) là 10%. Năm 2005, thu nhập bình quân đầu người đạt 7,818 triệu đồng/năm. Huyện có 2 xí nghiệp chế biến thủy sản đóng trên địa bàn, công suất chế biến 1500 tấn thành phẩm/năm và một nhà máy sản xuất bộ cá, đủ sức tiêu thụ và chế biến các mặt hàng thủy sản, tạo đầu ra ổn định cho nhân dân sản xuất.

Năm 2006, diện tích nuôi trồng thủy sản trong toàn huyện là 31.626ha; tổng sản lượng thu hoạch đạt 16.500 tấn, năng suất bình quân 521,72kg/ha, đạt 101,2% so kế hoạch, tăng 1.400 tấn so năm 2005. Tổng sản phẩm GDP trong huyện đạt 1.285 tỷ đồng, tăng 12,5% so năm 2005, bình quân thu nhập theo đầu người 8,7 triệu đồng/năm, tăng 11,07% so năm 2005.

Sáu tháng đầu năm 2009, sản lượng thủy sản của huyện đạt 55,14% kế hoạch, tăng 11,19% so cùng kỳ; thu ngân sách bằng 44,61% so với chỉ tiêu tỉnh giao, tăng 8,84% so với cùng kỳ. Tuy nhiên, nuôi thủy sản ở một số nơi còn khó khăn, hiệu quả thấp; thu ngân sách đạt thấp, một số đơn vị có số thu giảm so với cùng kỳ năm trước… Huyện Cái Nước được UBND tỉnh Cà Mau phê duyệt vùng quy hoạch nuôi tôm thẻ chân trắng giai đoạn từ năm 2008 đến năm 2010 là 2.300 ha thay thế cho vùng nuôi tôm sú kém hiệu quả ở 7/11 xã, thị trấn. Tuy nhiên, đến tháng 07-2009, toàn huyện mới có 5 hộ nuôi tôm thẻ chân trắng trên đầm nuôi tôm công nghiệp.

Nằm ở địa bàn trung tâm của tỉnh, Cái Nước có thể giao thương với các nơi trong cả nước một cách dễ dàng thông qua hệ thống giao thông thủy bộ, đặc biệt là vận chuyển, trao đổi hàng hoá. Đối với giao thông bộ, huyện Cái Nước có tuyến quốc lộ 1A đi qua địa bàn 7 xã, thị trấn với tổng chiều dài 38 km. Ngoài trục đường chiến lược nêu trên, huyện Cái Nước còn có các trục đường Đông - Tây quy mô đường cấp V đồng bằng, nối liền quốc lộ 1A với các huyện trong tỉnh như: Tuyến Cái Nước - Đầm Dơi, Tuyến Rau Dừa - Rạch Ráng nối với huyện Trần Văn Thời, Tuyến cầu Lương Thế Trân đi huyện Đầm Dơi, Tuyến Cái Nước - Vàm Đình đi Cái Đôi Vàm. Tổng chiều dài các tuyến giao thông đường bộ của huyện hiện nay hơn 290 km.

Tuy nhiên, cũng như nhiều địa phương khác trong tỉnh, kết cấu hạ tầng nông thôn của huyện còn nhiều khó khăn, yếu kém, đặc biệt là các tuyến giao thông liên xã, ấp. Từ năm 2004, huyện Cái Nước đã xác định “bê tông hoá cầu lộ nông thôn” là một trong những nhiệm vụ trọng tâm hàng đầu quyết định cho nền kinh tế xã hội phát triển. Từ đó, huyện tập trung đẩy mạnh phong trào xây dựng giao thông nông thôn. Năm 2008, toàn huyện đã xây dựng được hơn 275 km lộ bê tông và gần 300 cây cầu cơ bản, tổng kinh phí đầu tư hơn 75 tỷ đồng. Qua đó, trên 71% các trục lộ chính liên xã và khóm ấp theo quy hoạch được nối liền bằng bê tông nối với quốc lộ 1A và các trục lộ liên huyện nằm trên địa bàn. Từ đó, mạng lưới giao thông nông thôn của huyện Cái Nước đã có sự chuyển biến quan trọng, rút ngắn khoảng cách giữa thành thị và nông thôn, tạo điều kiện trong việc giao lưu và đi lại của nhân dân được dễ dàng hơn.

Năm học 2008 - 2009, toàn huyện có 52 trường từ mẫu giáo đến cấp II với 133 điểm trường gồm 646 phòng học, trong đó có 326 phòng được xây dựng cơ bản, 280 phòng bán cơ bản, số còn lại đều được tôn hoá. Theo khảo sát của Phòng giáo dục, bước vào năm học mới, toàn huyện có 108 phòng học cần sửa chữa đã và đang được các địa phương xúc tiến thực hiện.

Hiện tại, huyện Cái Nước có 8 dự án quy mô lớn đã được các cấp có thẩm quyền phê duyệt cần mời gọi vốn đầu tư với tổng giá trị gần 800 tỷ đồng, cụ thể là:
- Khu công nghiệp và đô thị mới Hoà Trung, xã Lương Thế Trân, quy mô 575 ha, vốn đầu tư 350 tỷ đồng.
- Khu đô thị thị trấn Cái Nước, diện tích 386 ha, vốn đầu tư 200 tỷ đồng.
- Khu Công nghiệp Đồng Cùng xã Trần Thới, vốn đầu tư 30 tỷ đồng.
- Công viên Thiếu nhi khu vực thị trấn Cái Nước, huyện Cái Nước, vốn đầu tư 25 tỷ đồng
- Khu Dịch vụ - Thương mại Hoà Trung, xã Lương Thế Trân, diện tích 36 ha, vốn đầu tư 30 tỷ đồng.
- Chợ Thạnh Phú (xã Thạnh Phú), diện tích 30 ha, vốn đầu tư 20 tỷ đồng.
- Chợ Phú Hưng (xã Phú Hưng), diện tích 33 ha, vốn đầu tư 25 tỷ đồng.
- Chợ Đồng Cùng (xã Trần Thới), diện tích 15,76 ha, vốn đầu tư 20 tỷ đồng.
- Khu Thương mại Chà Là (xã Đông Hưng), diện tích 28 ha, vốn đầu tư 20 tỷ đồng.