A região em que se situa o município de São Lourenço da Mata era coberta por extensa floresta (Mata Atlântica) e habitada pelos índios tupinambás, que ocupavam grande área entre os rios Beberibe e Capibaribe. Esses nativos ofereceram grande resistência à colonização portuguesa em Pernambuco. Só em 1554, vencidos os tupinambás na guerra que lhes fizeram os filhos de Duarte Coelho Pereira (o primeiro donatário da capitania), é que os portugueses conseguiram livre trânsito entre Olinda e as matas da região, ricas em pau-brasil. A partir daí, o território tornou-se importante para os povoadores que procuravam explorar a riqueza. Com isso, estabeleceu-se um entreposto no local denominado S. Lourenço, à margem esquerda do rio Capibaribe.

Desse entreposto o produto da exploração era levado para o Paço do Fidalgo (hoje Santana), distante do Recife apenas 7 km por via fluvial. No alto de uma colina os povoadores fizeram erigir uma igreja sob a invocação de São Lourenço, onde se ergue hoje a matriz que conserva traços do templo original. A exploração do pau-brasil muito contribuiu para o desenvolvimento da região, datando de fins do século XVI a construção de seus primeiros engenhos, os quais serviram de base para o surgimento do futuro povoado, cuja existência já é mencionada em documentos de 1587.

Em 1621 a povoação recebeu o predicado de freguesia, cujo primeiro vigário foi o padre Antônio Soares. Em 1630, já se contavam em seu território sete “fábricas”. Nesse mesmo ano os holandeses invadiram Pernambuco. Por volta de 1635 chegaram a São Lourenço, matando e saqueando, apesar da resistência encontrada. Muitos moradores fugiram, buscando a proteção de Matias de Albuquerque. Tempos depois, a povoação era evacuada. Várias batalhas foram travadas no território de São Lourenço, com os consequentes prejuízos para a região. Após a expulsão dos invasores (1654) São Lourenço da Mata recompôs-se dos danos causados pela guerra, voltando à fase de atividade e progresso. O vilarejo cresceu, tornando-se distrito de Recife e Paudalho por alvará de 13 de outubro de 1775.

O distrito de Nossa Senhora da Luz foi criado pela Lei Provincial nº 336, de 12 de maio de 1854. A Lei Provincial n° 1.805, de 13 de junho de 1884, criou a vila e o município de São Lourenço da Mata, formado por territórios desmembrados de Recife (freguesia de São Lourenço da Mata) e de Paudalho (freguesia de Nossa Senhora da Luz). A mesma lei criou o termo e a comarca de São Lourenço, desmembrada da comarca de Olinda. Mas essa lei só teve execução, já no governo republicano, em virtude do decreto do governador cel. José de Aguiar Cerqueira Lima, datado de 07 de dezembro de 1889. O município foi instalado em 10 de janeiro de 1890 e a comarca, no dia 13 do mesmo mês e ano. O primeiro juiz de Direito foi Gonçalo Paes de Azevedo Faro.

O município foi constituído no dia 06 de abril de 1893, com base na Constituição Estadual e no art. 2º das disposições gerais da Lei Estadual nº 52 (Lei Orgânica dos Municípios), de 03 de agosto de 1892, promulgada durante o governo de Alexandre José Barbosa Lima. Seu primeiro prefeito republicano foi o Dr. Francisco de Paula Correia de Araújo. A denominação de São Lourenço da Mata provém do nome do santo, patrono de sua primeira igreja, acrescido do indicativo da região em que se encontra a cidade (Zona da Mata).

A comarca de São Lourenço da Mata foi extinta pela Lei Estadual nº 697, de 20 de junho de 1904, passando a termo judiciário da comarca de Paudalho. A Lei Municipal n° 21, de 05 de março de 1908, criou o distrito de Camaragibe (antes um engenho pertencente à freguesia de São Lourenço), integrado ao município de São Lourenço. A Lei Estadual n° 991, de 1º de julho de 1909, elevou São Lourenço à condição de cidade e sede municipal, com a denominação de São Lourenço da Mata. Em divisão administrativa referente ao ano de 1911, o município é constituído de três distritos: São Lourenço da Mata, Camaragibe e N. Senhora da Luz.

A comarca de São Lourenço foi restaurada pela Lei Estadual nº 1.316, de 10 de junho de 1916, sendo novamente extinta pelo Ato nº 351, de 14 de junho de 1920. A restauração, dois anos depois, resultou do Ato nº 130, de 10 de abril de 1922. Pelo Decreto-lei Estadual n° 235, de 09 de dezembro de 1938, o município de São Lourenço da Mata passou a denominar-se São Lourenço, mas o topônimo original foi restaurado pelo Decreto-lei Estadual nº 952, de 31 de dezembro de 1943. Esse mesmo Decreto-lei extinguiu a comarca de Paudalho, que passou a termo judiciário da comarca de São Lourenço, assim permanecendo até a restauração da comarca de Paudalho, pelo Decreto-lei Estadual nº 1.116, de 14 de fevereiro de 1945. Atualmente São Lourenço é comarca de 2ª entrância.

A Lei Estadual n° 4.988, de 20 de dezembro de 1963, elevou o distrito de Camaragibe à categoria de município, desmembrando-o de São Lourenço da Mata. Mas, pelo acórdão do Tribunal de Justiça, mandado de segurança n° 59.906, de 06 de julho 1964, foi extinto o município de Camaragibe, cujo território foi reanexado ao município de São Lourenço da Mata. A Lei Estadual n° 8.951, de 14 de maio de 1982, desmembrou de São Lourenço da Mata o distrito de Camaragibe, o qual foi novamente elevado à categoria de município. Em divisão territorial datada de 18 de agosto 1988, o município é constituído de dois distritos: São Lourenço da Mata e Nossa Senhora da Luz, assim permanecendo em divisão de 2005.