La fundación de esta ciudad fue el año de 1560 por el capitán español Ñuflo de Chávez, en las llanuras de Grigotá.
En 1563 estalló la sublevación general de los aborígenes de la región, quienes destruyeron dicha ciudad, así como las fundadas por Ñuflo de Chávez.

La ciudad de Santa Cruz se trasladó en 1592 a un nuevo emplazamiento, sobre el arroyo del Pari, cerca del río Piraí, habiéndose asentado allí la sede del gobernador. Santa Cruz conservó durante los siglos XVI y XVII el carácter de ciudad fronteriza por estar rodeada de grupos de indígenas no evangelizados, y ser el centro de expediciones misioneras de Jesuitas y otras órdenes religiosas, hacia Moxos y Chiquitos. hasta la década de los años 50 de éste siglo, permanece como una ciudad marginal, situación que se modifica cuando las carreteras y ferrocarriles promueven la transformación de su economía, al integrarla a los mercados nacionales e internacionales, convirtiéndola, en menos de 25 años, en la segunda ciudad del país.