Pamukova çevresinde tarih öncesi çağlara ait höyükler bulunmaktadır. Bunlar yörenin Neolitik ve Kalkolitik Çağlardan itibaren yerleşim gördüğüne işaret etmektedir. MÖ 4. yüzyılda Bithynia yönetiminde ve burasının Tataion (Totaion) ismi ile tanınmıştır. Bizanslıların Optimation Theması'nın sınırları içerisindeki Sakarya bölgesi zaman zaman Arap istilalarına uğramıştır. 11. yüzyılın sonlarında Selçuklulardan Artuk Bey'in buradaki Bizanslıları yenmesi ile yöre Selçukluların eline geçmişse de 1072'de yeniden Bizanslılar yöreye hakim olmuşlardır. Bunun ardından 1097'de Haçlıların, Danişmendlilerin, Anadolu Selçuklularının ve İznik'te merkezi kurulan Nicaia İmparatorluğunun yönetimine girmiştir. Osman Gazi zamanında 1312'de Osmanlı topraklarına katılmıştır. Osmanlı döneminde, Akhisar ismiyle tanınan Pamukova Kocaeli'ne bağlı ilçe iken 1874'te Geyve ilçesine bağlı bir bucak hâline getirilmiştir. 1946 yılında belediye teşkilatı kurulmuş, 1987 yılında da Sakarya'ya bağlı ilçe konumuna getirilmiştir