İlçenin bilinen en eski adı “Pantikapion – Pantikapeun (Pantikape)dır. Roma İtinerariumlarında ”Panticio, Pantecio, Panticia (Pantikya)”olarak bilinir. Bizans dönemindeki adı “Pantichium-Pantichion(Pantiki) olup bu sözcük ‘her tarafı surla çevrili’ anlamına gelmektedir.
İstanbul Boğazı’nda bulunan Pantichion (Fil Burnu)’den ayırt edilebilmesi için Pendik’e Kadıköy-Pendik’i (Kadıköy’e ait Pendik) denildiğinde olmuştur. Bölge Doğu Roma İmparatorluğunun sınırları içinde kaldığı dönemde “Tayni-Tini” adıyla anılmıştır. Bizans döneminde “ Pantikion“ ya da “ Pentikion’’ adıyla anılmıştır.
Latin egemenliği döneminde Pendik’e “ Büyük Duvar “ anlamına gelen “ Peninda-Kot” ve “ Panli-hion” adları verilmiştir. Beş surlu bir mahallede bulunan beş burun ve beş çıkıntı anlamına gelen Pendik adının Pantiki’ni olup Türkler tarafından değişikliğe uğratılmış hali hazırda Osmanlılar döneminde kullanılmıştır ve halen de kullanılmaktadır.
Doğal liman özelliği taşıyan bir koyda kurulan Pendik, tarih öncesi yerleşmelerden önce Marmara denizindeki düzey düşüklüğü ve aşırı tuzlanma nedeniyle bir süre terk edilmiş, Marmara Denizinin durumu normale dönünce tekrar iskana sahne olmuştur.
Pendik’te yerleşen en eski insan topluluğunun “Makedonyalılar” olarak tanımlanmasına rağmen l961 yılında yapılan kazılarda 3000 – 4000 yıl öncesine ait olduğu belirlenen insan kalıntıları bulunmuştur. ( Pendik M.Ö.753 yıllarında itibaren Roma İmparatorluğunun sınırları içinde kalmış, M.S.395 yılında İmparatorluk ikiye bölünmüş ve Pendik, Doğu Roma İmparatorluğu sınırları içinde kalmıştır.) 1080-1083 yılları arasında Selçuklular tarafından fethedilen bölge daha sonra tekrar Bizans hâkimiyetine girmiştir. Bölge 1203 -1204 yıllarında Bizans’ın parçalanması ile Latin hükümetinin egemenliğine geçmişse de, l306 yılında Osmanlı sınırına dâhil olmuş, daha sonra Pendik üzerinde Osmanlı İmparatorluğu ile Bizans arasındaki çekişmeler sonucunda l329-l330 tarihleri arasında Pelekanon Savaşı yapılmış ve bu savaşta Bizanslılar ağır bir yenilgi almış, savaş sonrası Pendik uzun bir süre terk edilmiştir. Pendik son olarak Yıldırım Beyazıt zamanında Osmanlı topraklarına dahil edilmiş, Umur Ağası Abdurrahman Gazi tarafından 1400’lü yıllardan Osmanlı topraklarına kalmıştır.
Osmanlı döneminde Gebze ilçesine bağlı bir köy iken daha sonra Üsküdar Mutasarrıflığına bağlı Kartal Sancağı bünyesinde bir nahiye olmuştur. Nihayet 04.07.1987 tarihinde 19507 sayılı Resmi Gazete de yayınlanan 3392 sayılı Kanun ile İlçe olmuş ve teşkilatlanmasını tamamlayarak 11.08.1988 tarihinde fiilen faaliyete geçmiştir.
1994 yılında yayınlanan “Dünden Bugüne İstanbul Ansiklopedisi” ve 1999’da Sadettin Güçlü tarafından yayınlanan “Pendik” kitabına göre ilçe, ilki 1798’de olmak üzere üç büyük yangın geçirdi. Son yangın olan 1889 yangınında Pendik tümüyle kül oldu, 1200 hane ve dükkan yandı, ilçe yaşanmaz hale geldi. Bazı kitaplar bu yangının 50 saat aralıksız devam ettiğini kaydetmektedirler. Yangından bir yıl sonra, Ayan Meclisi Senato Hariciye Encümen Reisliği görevini yürüten Pendikli Azaryan (Azerian) Efendi’nin Paris’ten getirttiği mimar ve mühendisler tarafından kasabanın ilk planları çizildi. Bugünkü Pendik merkezi de bu planlar doğrultusunda şekillendirilmiştir. Böylece Pendik Türkiye’nin ilk planlı kasabası olmuştur.
Azaryan Efendi planlar yapılırken Pendik’in orta yerine imzasını da atmayı ihmal etmemiştir. İsminin ilk harfi olan “A” harfi, ayakları sahile doğru uzanacak şekide planda yer almıştır.
Pendik yeni baştan imar edildikten sonra tamamen bir balıkçı-sayfiye köyü kimliğine bürünmüştür. Öyle ki 1 Dünya Savaşı öncesinde köyün 8 adet oteli bulunmaktadır. O dönemde nüfusu 1500 civarındadır.
Pendik’in nüfusundaki artışlardan sonra doğal merkezi olan Yel değirmeni,1950’deki bir düzenlemeyle ikiye ayrılarak Doğu ve Batı mahalleleri olarak adlandırıldı. Doğu mahallesi, İngilizlerin yoğunlukla oturdukları bir mahal olduğu için uzunca bir süre İngiliz Mahallesi olarak da bilindi. Keza, Batı Mahallesi de aynı şekilde Fransız Mahallesi olarak adlandırılmıştı.
Pendik merkezinin nüfus yapısını ekseriyetle oluşturan İngiliz, Fransız, Rum, Ermeni gibi gayrimüslimlerin yerlerini yavaş yavaş 24 mübadelesi sonrası gelen Müslüman nüfusun daha çok merkez çevresindeki yerleşimlerde ikamet etmeyi tercih ettikleri görülüyor.
Pendik nüfusundaki ilk belirgin büyük artış bu dönemdedir. Yine bu dönemde, nüfusun gittikçe kalabalıklaşması sonucu merkezden kuzeye ve doğuya doğru yerleşimler başlamış,1955-60’lı yıllarda Orta ve Yeni mahalleler teşkil edilerek buralara muhtarlık verilmiştir.1960 yılı, yerleşimlerin oldukça artmış olmasından dolayı Kaynarca’nın da mahalle olarak teşkil olunduğu yıldır.