Colonización española se inicia en este Departamento por Alijilan, un importante pueblo de indios que es obtenido en el Siglo XVII como merced de Don Claudio de Medina. Desde 1784, el territorio del actual Departamento de Santa Rosa formó parte del Beneficio de la Concepción de Guayamba. Dentro de esta jurisdicción estaban las Capillas de Concepción del Alto (parroquia principal), Vilismano y Ovanta con todas sus estancias. La mayoría de las actuales poblaciones tienen su origen en pequeñas estancias y mercedes de tierra.
El Departamento fue creado en 1.878 con territorios tomados al Departamento El Alto ya que debido a la necesidad de una mejor organización administrativa, el entonces Gobernador de la Provincia Don Mardoqueo Molina, decide separar una porción de territorio del Departamento El Alto, conformándose de esta manera el Departamento Santa Rosa.
Según el acta de creación, la cabecera departamental era la localidad de Las Cañas, hasta que se modifica por razones de cambios económicos y sociales, trasladándose a Bañado de Ovanta según ley nº 809 de 1.912, sede del actual Municipio de Santa Rosa.
El origen de muchos poblados es a partir de la extensión de las vías de ferrocarril y de la creación y localización por parte del Estado, de colonias de producción agrícola, con la consecuente conformación de centros de servicios a esas actividades. Estos son los orígenes de localidades como Los Altos, Alijilán, Lavalle y San Pedro, y así también cada una evolucionó de acuerdo al desarrollo de la actividad que la generó. Existen además numerosos asentamientos rurales en todo el territorio.
Entre 1.818 y 1.930 se introdujo un fuerte ingreso de extranjeros, llegados para dedicarse a la explotación de bosques que aportó una importante renovación étnica y cultural en la zona.
