İlçenin tarihi, genelde Trabzon'un tarihi ile ilişkilidir. Tarihi bilgilere göre bölgede varlığı tespit edilen en eski halk Lazların ataları olan Kolhlardır. Antik Çağ'da sırasıyla Pontus Krallığı, Roma İmparatorluğu, Bizans ve Trabzon İmparatorluğu'nun yönetimine giren yöre  1461 yılında Fatih Sultan Mehmet'in Trabzon İmparatorluğu'nu yıkması ile kesin olarak Osmanlı İmparatorluğu'nun yönetimine geçmiştir.1486 yılı Osmanlı tahrir defterlerine göre Çaykara ilçesi dahilinde bulunan köylerden Ğorğoras, Holayisa,Paçan ve Zeno’da, 2'si Müslüman 241'i Hıristiyan 243 hanede yaklaşık nüfus 1277 barındığı görülmektedir. 1681 yılı tahrir defterlerine bakıldığında ise Ğorğoras, Holayisa, Paçan, Zeno,Yente, Haldizen - İpsil, Okene, Sero (Siros), Kadohor, Hopşera,Sarahos, Fotinos, Zeleka köylerinin tamamen İslam'a geçtiği görülmektedir.

1915 yılında I. Dünya Savaşı sırasında ilçe Rus Ordusunun işgaline uğramıştır. İlçenin 27 km güneyindeki Sultanmurat Yaylası'nda bulunan "Şehitler Tepesi" bu savaşta şehit düşen Türk Askerlerinin ölümsüz anıtıdır. 1925 yılına kadar Of ilçesine bağlı bir köy iken, 1925 yılında bucak, 01.06.1947 yılında 5071 sayılı kanunla ilçe statüsüne kavuşmuş, 01.01.1948 tarihinde de fiilen teşkilatlandırılmıştır. 27 Şubat "Kurtuluş Günü" olarak kutlanmaktadır.

İlçeye " Çaykara" adı Solaklı ve Yeşilalan derelerinin birleştiği yere yakın taşların arasından çıkan "Çaykara Suyu" nedeniyle verilmiştir. Halk arasında kullanılan eski adı Kadahorolup "Aşağı köy" anlamına gelmektedir