Durante miles de años, la costa nordeste de Brasil estuvo ocupada por varias tribus indígenas. Las colinas de la costa, donde actualmente se encuentra el municipio de Olinda, han servido de asentamiento a las tribus tupinambá y caeté. Se cree que los mercenarios franceses fueron los primeros europeos en llegar a Olinda. Sin embargo, fueron los portugueses quienes se hicieron con el control de la ciudad tras aprovechar las rivalidades intertribales.
Olinda, que comenzó siendo una mera zona de asentamiento, fue fundada por Duarte Coelho Pereira en 1535. Dos años más tarde, se convirtió en ciudad. En 1614, se convirtió en la sede de la Prelatura Territorial de Pernambuco, y finalmente en la Diócesis de Olinda después de 62 años.
Durante años, Olinda estuvo bajo dominio portugués, pero cuando éste se debilitó, los holandeses aprovecharon y ocuparon la ciudad durante casi 24 años. Durante ese tiempo, la ciudad estuvo bajo el mando de Juan Mauricio, que era príncipe de Nassau-Siegen. Maurice fue nombrado por la Compañía Holandesa de las Indias Occidentales para gobernar las posesiones de los holandeses en Brasil.
Debido a la larga y compleja historia de la ciudad, en realidad no es de extrañar que su cultura sea tan diversa y rica. De hecho, además de poseer una evidente belleza natural, Olinda también está considerada como uno de los centros culturales del país. En 1982, la UNESCO la declaró Patrimonio Histórico y Cultural de la Humanidad.