Anche se non ci sono molte prove archeologiche, la gente viveva nelle zone lungo la Baia di Hilo, Wailuku e Wailoa Rivers prima che il mondo occidentale prendesse contatto. Erano conosciuti come Hilo. Hanno dominato le alte cime delle montagne fino alla metà del 1800. [] Hilo significa alta montagna nella lingua originale dei popoli indigeni che vivevano sulle cime delle montagne. Il re Kamehameha, il primo re delle Hawaii, conquistò tutte le isole e poi trasferì l'insediamento montano di Hilo sulla riva dopo l'arrivo degli stranieri.
In origine, il nome Hilo si applicava all'intero distretto di Hilo, ora diviso in Distretto di Hilo Sud e Distretto di Hilo Nord. Quando William Ellis si recò in visita nel 1823, l'insediamento principale nel distretto di Hilo era Waiākea sulla baia di Hilo. I missionari vennero nel distretto all'inizio del 1800, fondando diverse chiese, in particolare la chiesa di Haili, nella zona della moderna Hilo.
Hilo si è espansa, poiché le piantagioni di zucchero della zona circostante hanno creato nuovi posti di lavoro e hanno attirato molti lavoratori dall'Asia, rendendo la città un centro commerciale.
Un frangiflutti attraverso la Baia di Hilo è stato iniziato nel 1900 e completato nel 1929. Il 1° aprile 1946, un terremoto di magnitudo 7,8 vicino alle Isole Aleutine creò uno tsunami di quattordici metri di altezza che colpì Hilo 4,9 ore dopo, uccidendo 160 persone. In risposta a ciò, nel 1949 fu istituito un sistema di allarme rapido, il Pacific Tsunami Warning Center, per seguire queste onde mortali e fornire un avvertimento. Questo tsunami significò anche la fine della ferrovia consolidata delle Hawaii, e invece la Hawaii Belt Road fu costruita a nord di Hilo utilizzando parte del letto della ferrovia.
Il 23 maggio 1960, un altro tsunami, causato da un terremoto di magnitudo9,5 al largo delle coste cilene il giorno precedente, causò 61 vittime, presumibilmente a causa del mancato ascolto delle sirene di avvertimento. Le zone basse della città sulla penisola di Waiākea e lungo la baia di Hilo, precedentemente popolate, sono state ridedicate come parchi e monumenti commemorativi.
