En época romana este lugar se llamaba Ad Statuas, por la cantidad de estatuas que adornaban la zona, y estaba en la vía Labicana a unos treinta kilómetros de Roma. Aquí había una villa que Suetonio atribuye a Julio César, y en la que César redactó su testamento, en septiembre del 45 a. C.; y aquí mismo, el 28 de septiembre del 306, los pretorianos y el pueblo aclamaron emperador a Majencio, que se hallaba en la villa imperial. Las excavaciones iniciadas en 2010 han sacado a la luz la villa, un amplio sector termal y una necrópolis. En 1050, entre aquellas ruinas, los monjes basilianos de Grottaferrata construyeron una iglesia dedicada a san Cesáreo de Terracina: un santo elegido para sustituir y cristianizar el culto de César, y de él viene el nombre del pueblo.
El pueblo que se ve hoy, sin embargo, fue construido en el siglo veinte. La finca pasó a los Ludovisi, que en 1622 empezaron a excavar para recuperar las estatuas romanas, y luego a los Rospigliosi, que hicieron de ella una explotación agrícola trabajada por campesinos venidos de Capranica Prenestina, instalados en el Colle Marcelli en un poblado de chozas. En 1921 la Opera Nazionale Combattenti expropió la finca, y en 1928 terminó de construir un pueblo para aquellos mismos excombatientes. Las primeras calles se dedicaron a héroes de la Gran Guerra, y una se llama via dei Cedri, por los cedros del Líbano que César habría introducido: el cedro está también en el escudo. San Cesareo es municipio autónomo solo desde el 11 de abril de 1990.