Formação do cabo
Há cerca de um milhão de anos os ventos, as correntes marítimas e as marés começaram a depositar sedimentos entre três antigas ilhas – atualmente conhecidas como morro do Mirante, do Forno e Pontal do Atalaia –, incorporando-as ao continente e formando, assim, o cabo onde se situa a cidade.
Primeiros habitantes
Eles eram nômades e chegaram à região há cerca de cinco mil anos. Viviam em pequenos grupos no alto dos morros e desciam apenas para buscar alimentos, basicamente peixes e moluscos.
Ocupação indígena
Os tamoios eram, na época da chegada dos portugueses, os habitantes mais comuns da região, embora existissem, também, tribos de outras vertentes tupinambás.
Essas tribos consumiam, basicamente, peixes e crustáceos, e complementavam a dieta com o consumo da mandioca e com os animais da caça. A produção de cerâmica se destacava nessas tribos, que também marcaram participação nos conflitos que viriam a ocorrer entre portugueses e corsários, principalmente franceses.
Descoberta
Após decidir se separar do resto da frota da segunda expedição à costa brasileira, Américo Vespúcio navega rumo ao sul, chegando à praia atualmente conhecida como "Praia do Forno" e ancorando, logo em seguida, na Praia da Rama (atual "Praia dos Anjos"). Ao lugar, deu-se o nome de Cabo Frio, devido a fatores que, de certa forma, fascinaram os navegantes. Dentre eles:
As correntes marítimas locais possuíam uma temperatura substancialmente mais fria que as temperaturas normais das águas da costa brasileira (atualmente esse fenômeno é conhecido como ressurgência).
Os ventos constantes eram, também, muito mais frios do que no resto do litoral, dando a impressão de que a temperatura local fosse mais baixa do que realmente era.
As condições do tempo mudavam rapidamente no local, passando subitamente de um dia ensolarado para um dia nublado, com alta possibilidade de formação de nevoeiro e, em alguns casos, agitando o mar.