O antigo povoado de Santa Bárbara, que originou o município, foi fundado em 1818 por dona Margarida da Graça Martins. Suas terras abrigaram a construção de uma capela sob a invocação de Santa Bárbara, além de terem sido, em parte, doadas para a constituição do próprio povoado.
Ao longo do tempo, muitas famílias provenientes de Campinas, Limeira, Sorocaba e Tietê chegaram à região. A partir de 1875, imigrantes norte-americanos sobreviventes da Guerra da Secessão estabeleceram-se no município e organizaram fazendas, onde foram aplicados novos métodos para lavrar o solo, contribuindo significativamente para o progresso da agricultura local. Colonos de origem europeia, em sua maioria agricultores, também foram para Santa Bárbara, entre esses alguns artesãos, que fundaram oficinas na sede do município e aperfeiçoaram as atividades artesanais da região.
No início do século XX, Santa Bárbara viveu um processo de expansão econômica, com a intensificação das atividades agropecuárias e a instalação de usinas de açúcar. Em 30 de novembro de 1944, o município recebeu a denominação atual e, a partir da década de 1950, instalaram-se na cidade indústrias dos setores de máquinas e equipamentos, automobilístico e têxtil.
Gestão Cultural e Patrimônio
O órgão responsável pela gestão cultural no município é a Secretaria Municipal de Cultura e Turismo. Santa Bárbara d’Oeste conta com Conselho Municipal de Cultura, de caráter consultivo e fiscalizador, e com Fundo Municipal de Cultura, administrado por um colegiado diretor, com a participação da sociedade civil.
Santa Bárbara d’Oeste possui legislação de proteção ao patrimônio cultural, com dois bens protegidos: a Usina Santa Bárbara, ligada ao início da história da cultura da cana-de-açúcar no município, e o Caminho dos Flamboyants que dá acesso à usina. Intimamente ligado à história da imigração norte-americana para Santa Bárbara d’Oeste, entre os bens de interesse turístico-cultural da cidade, destaca-se o Cemitério dos Americanos, também conhecido como Cemitério do Campo, por estar localizado no bairro de mesmo nome.