Le développement de Saint-Augustin a commencé en 1647 avec la concession de la seigneurie de Maur aux frères Jean Juchereau de Maur et Noël Juchereau Deschatelets1. Noël meurt peu après, laissant son frère prendre possession de sa seigneurie le 9 avril 1650. Le peuplement est cependant très lent puisqu'en 1663 seulement trois terres sont concédées.
À partir de ce moment les habitants deviennent plus nombreux. Un moulin banal est construit en 1672 là où la décharge du lac Saint-Augustin se jette dans le fleuve Saint-Laurent. La paroisse catholique est fondée en 1691. À cette époque le cœur de la seigneurie se situe sur le bord du fleuve puisque c'est là qu'on construit la première église en 1694. Une autre, en pierre, la remplace à l'Anse-à-Maheu en 1723.
La première voie de communication terrestre, le Chemin du Roy, traverse la seigneurie d'est en ouest à partir de 1716. En 1734 les Sœurs Hospitalières de Québec deviennent seigneuresses de Saint-Augustin et le restent jusqu'à l'abolition du régime seigneurial au milieu du xixe siècle. Les revenus de la seigneurie servaient à l'entretien de l'Hôtel-Dieu de Québec.
En 1816 une troisième église, l'église actuelle, est inaugurée à environ 2 km plus au nord, sur la deuxième concession, signe du déplacement du centre de gravité du village. La nouvelle route qui passe à cet endroit (la future route 138) supplante le chemin du Roy.
Par la suite, la population augmente lentement (1 697 habitants en 1831, 1 748 en 1851), mais le territoire conserve son caractère rural et agricole. En 1872, une partie de son territoire se détache pour la création de la Paroisse de Saint-Félix-de-Cap-Rouge. Ce n'est que vers les années 1960 que la municipalité commence à acquérir un caractère de banlieue qui se développera fortement par la suite. Cependant une partie importante du territoire est encore occupée par des exploitations agricoles actives.
Après avoir été fusionnée à la ville de Québec le 1er janvier 2002 dans le cadre des Réorganisations municipales québécoises, la ville de Saint-Augustin-de-Desmaures a été reconstituée le 1er janvier 2006. Par un référendum tenu le 20 juin 2004, les citoyens de Saint-Augustin ont décidé de quitter la ville de Québec et de redevenir une municipalité distincte. Cependant l'autonomie de la nouvelle ville est diminuée par rapport à ce qui existait avant 2002.
Le Saint-Augustin dont il est question est Augustin d'Hippone. Ce patron aurait été choisi pour honorer Charles Augustin de Saffray, sieur de Mésy, gouverneur de la Nouvelle-France de 1663 à 1665, ou peut-être Paul Augustin Juchereau, fils de Jean Juchereau de la Ferté2.
