Поблизу Макарова знайдено артефакти й рештки поселень доісторичних епох, виявлено залишки давньоруського Городища Х—ХІІІ століть. Деякі історики та археологи вважають, що на місці сучасного Макарова знаходилося літописне місто Здвижень. Біля сучасного селища проходив один зі Змієвих валів.
Початкова задокументована історія Макарова пов’язана із селом Воронин, яке входило до числа Ясинецьких маєтків литовських феодалів Івашенцевичів (Васенцевичів). Вперше згадується в складі маєтностей Ясинецьких 1506 року. Макар Васенцевич, який став постійно жити у Воронині, змінив своє прізвище на Макарович, а назву села на Макарів.
Наприкінці XVI століття Микола (Михайло), онук Макара, перетворив макарівське дворище на фортецю. Через рови перекидалися містки. З півдня замок захищала річка Здвиж. Ім’я наступного власника Макарова, польського коронного стражника Самуеля Лаща, асоціювалося з неймовірною жорстокістю щодо селян.
Потому великий маєток Макаревичів розділили між собою нащадки цього роду по жіночій лінії — князі Збаразькі, Любомирські і Харлінські, зокрема Макарів з околицями дістався Харленським (Харлінським).
Під час Хмельниччини (1648—76) Макарівський маєток Харлінських був спалений, а місцеве населення активно долучилося до українського національно-визвольного руху. У 2-й половині XVII століття попри намагання польських панів тримати місцеве населення у покорі воно не раз ще поставало — у середині 1660-х макарівські селяни долучилися до повстання і походів на чолі з овруцьким полковником Дециком; у 1694 році Макарів звільнили козаки Семена Палія. У цей час у містечку діяла Макарівська сотня Київського полку. Цей же період пов’язаний із найвідомішим уродженцем Макарова — церковним і культурним діячем св. Дмитрієм Ростовським (Данило Туптало).
За умовами Прутського трактату (1711) Макарів лишався під владою Польщі. На початку XVIII століття село належало одному з найбільших магнатів Правобережжя князеві Любомирському, згодом — ксьондзеві Каєтану Росцішевському, що в 1768 році (під час Коліївщини), змушений був тікати від гайдамацьків на чолі з Іваном Бондаренком, чий загін зайняв Макарів у середині липня 1768 року. Невдовзі народний спротив було жорстко придушено, а ватажка впіймано на храмове свято в Макарові.
В Макарові з XVI по XVIII століття існував замок. В останні роки польського панування в замку розміщувався невеликий гарнізон, озброєний гарматами.
Унаслідок поділів Польщі (1772, 1793, 1795) Макарів у 1804 став волосним центром Київського повіту Київської губернії. Станом на 1846 рік у ньому мешкали 946 жителів.
У XIX столітті відбувається економічний розвиток Макарова — так у 1866 році тут діяли невеликі підприємства: винокурний, пивоварний і два шкіряних заводи, цегельня. Щороку тут відбувалося 14 ярмарків.
На початку ХХ століття Макарів уже був великим містечком, яке належало поміщику М. фон Мекку. Жителі Макарівської волості брали участь в російсько-японській війні (1904—5), революції 1905—1907 років, Першій світовій війні, подіях 1917—1920 років.
У 1917 році, зокрема, Макарів став осередком гострої боротьби між місцевими органами Української Центральної Ради і більшовицьким революційним комітетом. Під час Української революції (1917–1921) влада у Макарові змінювалась неодноразово, допоки влітку 1920 року містечко остаточно було окуповано Радянською Росією.
1921 році Макарівщина та Бишівщина анексовані на користь маріонеткової адміністрації Радянської України.
1923 Макарів став районним центром у складі Київської округи, від 1932 року — у складі Київської області.
У 1920-х роках на Макарівщині розгорталась колективізація, у 1930-х роках на Макарівщині лютував сталінський терор. Під час Голодомору (1932—33) у Макарові та районі відбирався врожай і продукти харчування, внаслідок чого кількість жертв убивства голодом склала 3 450 осіб, з них — 99 дітей. Винні не покарані.
У грудні 1940 року в Макарові була організована районна сільськогосподарська виставка, яку відвідали 10 тисяч колгоспників району і делегації 20 районів області.
Під час Другої світової війни Макарів з 10 липня 1941 року по 8 листопада 1943 року під німецькою адміністрацією, перебував у складі рейхскомісаріату «Україна». Значне на той час єврейське населення міста зазнало геноциду з боку німецьких окупантів, як і у багатьох подібних містечках України. На території Макарівського району базувалися партизанські загони С. Ковпака та М. Наумова. У відповідних карних акціях німці розгортали терор проти місцевого українського населення.
У 1950—1960-х роках — спроби відновити господарства Макарова і Макарівщини — створені автопарк, міжколгоспне будівельне підприємство, комбінат комунальних підприємств, ремонтно-будівельну організацію, медичне училище.
Від 1956 року Макарів — селище міського типу.
Після Чорнобильської трагедії (1986) Макарів і район прийняв і облаштував численних переселенців.
Від 1991 року Макарів — у незалежній Україні. У 1990—2000-х відбулися значні зміни в економіці міста, але місто і район традиційно лишаються орієнтованими на виробництво і перероблення сільськогосподарську продукцію. Цьому, зокрема, сприяє створений у 2000 році Макарівський сільський сервісний центр, що надає послуги сільському населенню.
2005 соратник Президента Віктора Ющенка Роман Безсмертний (родом з Мотижина Макарівського району) в Макарові презентував розроблену ним адміністративно-територіальну реформу.
Поступово відроджується духовність, розвивається культура — у 2007 році у Макарові був затверджений і прийнятий селищний герб; була відкрита і освячена церква на честь святого Димитрія Ростовського, у якій знаходиться частинка мощей цього святого; встановлено величний пам’ятник на його честь.
27 лютого 2022 року в Макарові зафіксовано техніку окупанта, яка мала намір прорватися до Києва. 2 березня 14-та окрема механізована бригада імені князя Романа Великого та 95-та окрема десантно-штурмова бригада звільнили селище та закріпилися у ньому. Проте надалі Макарів перебував під постійними обстрілами окупантів, станом на 25 березня був зруйнований на 70 %.
8 квітня 2022 року, після звільнення Макарова від московитської навали селищний голова Вадим Токар повідомив, що за попередніми підрахунками населений пункт зруйновано на близько 40 %, було виявлено 132 цивільних особи розстріляних російськими катами. Немає жодного неушкодженого адміністративного приміщення.
