Caucaia do alto já foi "terra dos índios" e exatamente por ser um sertão relativamente próximo da vila de São Paulo, e ponto estratégico de avanço no sistema da Serra do Mar, não é de espantar que tenha atraído a cobiça dos bandeirantes no seu processo colonizatório. A nação carijó que provavelmente habitava esta região foi capturada, dizimada ou expulsa muito cedo dos domínios caucaianos.
É de 1637 a mais antiga citação documentada da região de Caucaia, por Calixto da Motta e outros em petição de 10 de novembro que pedia terras : "lhes fizesse mercê de lhes dar a terra de Caucaia que vai pelo caminho que vae da vila de São Paulo" no volume 1 do Livro das Sesmarias.
Em 1783 existe o registro em 9 de abril do vigário Alexandre Luiz de Oliveira, da paróquia de Cotia, documentando a morte do escravo Paulo, com 70 anos, de propriedade de João Albuquerque, que teve seus restos mortais sepultados em área da Irmandade da Conceição (a mesma Irmandade Nossa Senhora Mãe dos Desamparados), na aldeia de Caucaia.
A fundação do centro do vilarejo propriamente dito, se confunde com a história religiosa do local. A primeira igreja de Caucaia tem sua origem ligada à figura de um professor, Rodolfo Rodrigues, que veio para a vila, além de alguns personagens de famílias pioneiras. No final do século XIX foi construída a igreja de pau-a-pique sob os auspícios de Nossa Senhora da Conceição, no mesmo local onde hoje se encontra a igreja matriz. Na primeira década por século XX ela passou por uma reforma radical, com suas paredes de pau-a-pique sendo substituídas por tijolos. Em 17 de março de 1894 é feito o registro dos três primeiros batizados em Caucaia do Alto na igreja, pelo Pe. Antônio Pires Guerreiro.
Em 4 de outubro de 1894, nos arquivos da Cúria Metropolitana, encontra-se um pedido de provisão quinquenal para Caucaia : "Diz o cidadão Randolfo Moreira Fernandes que, existindo no bairro de Caucaia, freguesia da Vila de Cotia, uma capella sob invocação de Nossa Senhora da Conceição, a qual se acha com a necessária decência para a celebração do Santo Sacrifício e mais atos religiosos”
A primeira escola de Caucaia foi criada pela lei estadual n.378 de 4 de setembro de 1895, tendo como primeiro mestre prof. Rodolfo Rodrigues, conforme consta dos anais da Câmara de Cotia. Segundo depoimento de Dulce Pires Justo, o professor veio dar aulas particulares para os homens nessa época, pois as mulheres não podiam ser alfabetizadas para não ler e escrever besteira, segundo acreditavam os pais na época.
Em 4 de dezembro de 1901 é aprovado o estatuto da Irmandade Nossa Senhora da Conceição, Mãe dos Desamparados, em Caucaia do Alto. Nessa época, era comum um grupo de leigos se reunir sob uma irmandade de devoção, para incentivar assuntos religiosos. José Manoel de Oliveira foi o primeiro presidente da Irmandade, formada inicialmente por 12 homens.
No dia primeiro de fevereiro de 1913 o Pe Alfredo Julio Soares Pereira Coutinho Almas, que era vigário da paróquia de Cotia, visitou a igreja de Caucaia e solicitou do encarregado reparos indispensáveis. Aos 4 de dezembro do mesmo ano foi dada nova provisão quinquenal pelo arcebispo Dom Duarte Leopoldo e Silva, após constatação da completa reforma da igreja.
O cemitério oficial de Caucaia data desta época, aproximadamente 1918, quando houve um surto de uma gripe chamada de espanhola, que começou a dizimar pessoas. Até então, os mortos eram enterrados em Cotia e Ibiúna, ou perto do local em que morriam se fossem assolados pela varíola (bichiga).
Joaquim Pires de Oliveira (pai de Roque Celestino Pires) doou terras (onde hoje ainda é o cemitério em Caucaia) e o local foi cercado de pau-a-pique. Um dos primeiros a serem enterrados no cemitério oficial era o chamado Joaquim Voluntário ou Joaquim Volunso.
Segundo testemunho dos antigos, em 1926 moravam em Caucaia cerca de 20 famílias. O largo em volta da igreja tinha algumas casas e as vendas. Uma cadeia para os bêbados existia defronte, no local em que em março de 2000 existia um chafariz. Essa cadeia foi demolida para dar lugar a uma construção de Roque Celestino Pires, onde se fez uma sala de aula e moradia para os professores.
Em 1928/30 foi construída nova casa no centro, que recebeu as grades da antiga cadeia dos bêbados.
Em 1931 foi inaugurada a estação férrea de Caucaia do Alto. Em 1935 Caucaia passa a figurar no mapa ferroviário do estado, no trecho Mairinque -Santos.
Em 1936/40 a cadeia provisória foi transformada em casa paroquial.
Em 1939 só existiam casinhas de pau-a-pique em torno da igreja, exceções feitas a apenas três casas, construídas de tijolo.
Pe Miguel Arcanjo, ainda na década de 40, se refere à igreja de Caucaia como sendo " distante 15 km da Matriz de Cotia, com capela antiga, mas boa, bem espaçosa (24 x 8 metros) com 20 bancos e bons e três sinos. É consagrada a Imaculada Conceição, tendo uma imagem de uns 60cm de nossa senhora colocada sobre um ótimo altar de mármore. A igrejinha está num largo, rodeada por umas 25 casas. No largo, em frente à igreja, há uma escola municipal com 40 alunos."
Em 1944, no dia 30 de novembro, Caucaia é elevada à distrito sob o Estado Novo de Getúlio Vargas pelo decreto-lei 14.334. Ao nome Caucaia fora incorporado o "do Alto" por ser a estação mais alta do ramal ferroviário.