Karamürsel'in tarihi M.Ö.IX ve VII. Yüzyıllara kadar uzanır. Ünlü Yunan Filozofu Socrates'in 'Kilise Tarihi' adlı eserinde, Karamürsel'in Prainetos adıyla Hersek mevkiinde yer aldığı belirtilir. Bizanslılar döneminde, Bizans İmparatoru Kostantin, annesi Helena'nın namını yüceltmek için Prainetos (Karamürsel-Hersek) bölgesine Helenopolis adını verir. Karamürsel, Osmanlı Devletinin 2.Padişahı Orhan Gazi'nin Bursa'yı fethinden önce, Orhan Gazinin yakın silah arkadaşlarından Kara lakaplı Mürsel Alp tarafından Osmanlı topraklarına dahil edildi (1324).
Karamürsel Alp, kendi adını verdiği bu yörede ayrıca Osmanlı Devletinin ilk tersanesini de kurmuştur. Tersanede çalıştırılmak üzere denizci Karasi Beyliğinden ustalar getirmiş ve böylece Venedik tipi kadırgaların modellerinden yararlanarak, Karamürsel adı verilen çektirmelerle, devletin ilk hafif donanmasını meydana getirmiştir. Osmanlı Devleti ilk kez bu dönemde Bizans'la, denizden temas etmiş ve küçük çaplı deniz savaşlarıyla, İzmit Körfezinden Marmara Denizi Adalar civarına kadar olan sahalarda etkinlik sağlamıştır. Birinci Dünya Savaşı sonunda 25 Haziran 1920'de İngilizler ve 11 Temmuz 1920'de de Yunanlılar tarafından işgal edilen İlçemiz 4 Temmuz 1921 yılında düşman işgalinden kurtarılmıştır.
İlçemiz 1888 yılında Bağımsız Kocaeli Sancağına bağlı Kaza olarak kurulmuş, sancakların kaldırılması ile 1924 yılında Kocaeli İli'ne bağlı ilçe olarak kurulmuştur. Karamürsel İlçesi, idari bakımdan Kocaeli İline bağlı, Doğu Marmara alt bölgesinde, İzmit Körfezinin güneyinde yer alan bir ilçe olup, 7 Derece 40 saniye kuzey enlem ve 5 derece 29 saniye boylam üzerine bulunur, 254.5 km2 yüzölçümüne sahiptir. Karamürsel, doğuda Gölcük, güneyde İznik, batıda Yalova, kuzeyde Marmara denizi ile sınırdır. Karamürsel'de sosyal yapı incelendiğinde; yerleşik nüfusun Yerli (manav)Türklerin yanı sıra, Batum, Bulgaristan, Kafkasya, Romanya, Yunanistan ve Yugoslavya göçmenlerinden oluştuğu, Manavların (Türkmenler), Boşnakların, Laz ve Gürcülerle Çerkezlerin bir arada ve huzur içinde yaşadıkları gözlenir. Türk vatandaşı olan bu etnik toplumlar kendi örf ve adetlerini huzurlu hayatları içinde sentezleme bilincini her zaman göstermişler ve bu gün de göstermektedirler.
Sanayi kuruluşu olmadığından komşu il ve ilçelere göre çok fazla göç almayan İlçemiz, Doğal güzellikleri, sakin ve huzur dolu yapısıyla özellikle emekliler için cazibe merkezi olma özelliğini korumaktadır.
İlçe yüzölçümünün büyük bir kısmı ormanlık alanlarla kaplıdır. Bitki örtüsü içerisinde kayın, gürgen ve meşe türü ağaçlar önemli bir yer tutar. Bölgede Akdeniz ve Karadeniz iklimi arasında bir iklim türü hakimdir. Yazlar sıcak, kışlar ılık ve yağışlıdır. Karamürsel ilçesinin her yönden kalkındırılması ve geliştirilmesi yönünde, Kaymakamlığımızın önderliğinde çeşitli kurum ve kuruluşlarla işbirliği içerisinde çalışmalar sürdürülmektedir.