La cabecera de este cantón es una de las poblaciones mas importantes de lo que fue el antiguo Reino de Quito. Se llama Sarangue, que en la lengua aborigen significa "Pueblo que esta de pie".

Sus primeros habitantes fueron los Otavalos, quienes se asentaron en las comarcas circunvecinas de lo que hoy es Otavalo. Mas tarde vinieron los Caras ubicándose en la zona de Intag, para luego dominar a los Otavalos. En el Incario, Manco Cápac II fundo en Otavalo un aposento a fin de que sirviera de residencia del Chasqui.

La ciudad de Otavalo, que quiere decir "Cobija de todos" no tuvo mas fundación española que el asiento de Otavalo, fundado en 1534, este asiento se gobernaba en lo político solo por el Corregidor, pues no siendo mas que asiento, carecía de cabildo y solo tenia un alguacil mayor y un escribano publico.

El Corregimiento de Otavalo fue creado en 1563 y su primer Corregidor fue Don Hernando de Paredes, vecino de San Francisco de Quito y nombrado para tal cargo en el año 1563.

Para esa época el corregimiento tenia una población de 11252 indios, siendo su centro principal el poblado de Sarance, que fue cambiando luego por el de Otavalo y erigido en asiento, para a vuelta de pocos años y durante el gobierno de Gonzalo Pizarro elevarse a la categoría de Corregimiento, como ya hemos anotado. Los pueblos que pertenecieron a este Corregimiento fueron: Cayambe, Tabacundo, Tontaqui, Cochasqui, Lita, Quilca, Caranque, Pimampiro, Chaguasqui, Mira o Chontahuasi, Gulca, Tusa, Inta, Tulcán, Taques, Ipiales, Pupiales, etc. Pueblos que en su mayoría fueron fundados sobre asentamientos indígenas por el Obispo de Quito Fray Pedro de la Peña, entre los años 1566 y 1583.

Durante el primer cuarto del siglo XVII, es decir, desde 1600 hasta 1625, a pesar de las provincias tomadas por el presidente de la Real Audiencia de Quito, Don Antonio Morga, Otavalo decayó rápidamente, pero mas tarde, durante la colonia, logro un notable desarrollo y tuvo importante participación en todos los movimientos independistas, desde la Revolución del 10 de Agosto de 1809, hasta el triunfo de Sucre en la Batalla del Pichincha, que el 24 de Mayo de 1822 sello definitivamente la independencia de la patria.

Fue cantonizada por medio de la ley de División Territorial de Colombia expedida el 25 de Junio de 1824 por el Gral. Francisco de Paula Santander. Posteriormente el 31 de Octubre de 1829, el Libertador Simón Bolívar firmo con su puño y letra el decreto por medio del cual se le dio la categoría de "Villa" , ratificando además su canonización.

Otavalo fue destruida casi por completo por terremoto de 1868, pero después de ese terrible acontecimiento, su pueblo comenzó la penosa tarea de reconstrucción hasta convertirla finalmente en una de las mas bonitas y pintorescas de la región.

La ciudad es famosa por el desarrollo de su industria casera, y se destaca además por la fabricación de tejidos de lana y algodón, y por sus manufacturas en cuero.
Situada a 2581 metros sobre el nivel del mar, en la vía Quito-Ibarra, la ciudad de Otavalo recibe a miles de turistas que la visitan durante todo el año.

En la actualidad el cantón Otavalo esta integrado por las parroquias rurales Dr. Miguel Cabezas Egas (Peguche), Eugenio Espejo (Coapari), González Suárez, Pataqui (San Pedro de Pataqui), San José de Quichinche, San Juan de Ilumán, San Pablo, San Rafael, y Selva Alegre ( San Miguel de Pamplona).