Antes de llamarse Puerto Aysén, este territorio estuvo habitado por indígenas: los tehuelches en la parte continental y los alacalufes en el litoral.
Los tehuelches se autodenominaban tzónecas (gente), se alimentaban de pumas, guanacos, ñandúes que cazaban y eran nómades. Por su parte, los alacalufes o keweshor se diferenciaban de los tehuelches por ser más robustos y tener piernas cortas. Generalmente, habitaban en cabañas realizadas con cuero de lobo y eran carnívoros. Según las evidencias que existen hoy, estos grupos de indígenas no tuvieron enfrentamientos bélicos.
En 1914, debido al surgimiento del muelle de la empresa ganadera SIA, comenzó a organizarse en el territorio la población local y en 1928 se designó el municipio.
Algunos historiadores consideran que Hernando de Magallanes fue quien descubrió Aysén cuando, tras cruzar el estrecho el 1º de diciembre de 1520, vio un litoral quebrado y cerros que denominó Tierras de Diciembre. Más tarde, en 1553 Pedro de Valdivia envió la expedición de Francisco de Ulloa, quien se convirtió en el primer navegante de la tierra de Aysén.
En 1766 José García Alsué, realizó una misión exploratoria desde Palena al sur y se internó en el río para recorrer parte del Queulat. Alsué dibujó por primera vez el fiordo del río Aysén y lo llamó Los Desamparados. A fines del 1700, José de Moraleda fue el encargado de realizar cartas geográficas de Chiloé y Palena. Midió y exploró los fiordos de la zona. Ya en 1831, Fitz-Roy comienza junto a Charles Darwin una aventura científica que duró cinco años. Ambos recorrieron las costas de la Trapananda y realizaron mapas y cartas que se tornaron fundamentales en la cartografía austral.
El comandante de la Marina Chilena don Enrique Simpson Baeza fue quien arribó al sector Alto Baguales entre 1870 y 1872. Y en 1888, el capitán Adolfo Rodríguez reconoció el estero Baker.
La historia también sostiene que entre 1892 y 1902 se realizaron expediciones científicas más importantes, organizadas por el gobierno chileno, que puso a cargo de la tarea al alemán Hans Steffen. El científico logró identificar el curso de la mayoría de los ríos patagónicos que desembocan en el Pacífico: Puelo, Manso, Cisnes, Aysén, Huemules y Baker. Además, Steffen acompañó al árbitro inglés Holdich, quien en 1902 realizó los peritajes limítrofes entre Chile y Argentina.
Por último, también se sabe que el ingeniero agrónomo alemán Augusto Grosse Ickler (que ingresó al Ministerio de Obras Públicas con el cargo de “explorador”) efectuó muchas exploraciones en la provincia de Aysén buscando rutas internas y campos colonizables durante varias décadas.