A origem do nome da cidade envolve uma lenda popular na cidade, que fala de um frei franciscano chamado João das Mercês o qual acompanhava uma caravana de bandeirantes se dirigindo para o interior do estado.

O frei teria morrido subitamente ao passar uma noite no rancho do Morro Azul e teria sido sepultado ali mesmo com a sacola de limas que carregava, as quais dizia curar febres. Ali teria brotado uma limeira, que deu nome ao rancho e a cidade.

Limeira surgiu historicamente em 1826 a partir da construção de uma estrada feita para escoar a produção dos engenhos da região. Nas margens da estrada em terras do capitão Luís Manuel da Cunha Bastos surgiu a freguesia de Nossa Senhora das Dores do Tatuibi oficializada em 9 de dezembro de 1930 por lei provincial.

A cidade também é famosa por ser o berço da imigração européia de cunho particular por ter recebido nos anos de 1840 e 1846 trabalhadores portugueses e alemães respectivamente, desenvolvendo o sistema de parceria numa época ainda marcada pelo trabalho escravo.

No ano de 1842 o povoado foi elevado à vila e por final foi elevada à categoria de cidade no dia 18 de abril de 1863.