Lo que hoy constituye la provincia de Pastaza, en el tiempo de la Conquista (s. XV-XVI), era la más densamente poblada por grupos indígenas en toda la región amazónica, que se extendía hasta lo que hoy es Perú. En Pastaza se identificaban 17 grupos indígenas como los Oaquis o Dehuacas, en el río Curaray; Semigaes, en el mismo río; Andoas, en los ríos Pastaza, Bobonza y tributarios; Coronados o Ipiapitzas, en el Pastaza, Bobonza y tributarios; Pendays en el Pastaza, Bobonza y tributarios; Romaynas, en el Pastaza, Bobonza y tributarios; Muratos, en el Pastaza y Bobonza; Shuar , en el Pastaza; Gayes, Siviaris o Auca, en el Tigre y afluentes; achuaras en el Pastaza y Záparos, en el Pastaza, Bobonaza y Conambo, que sumaban cerca de 150 mil habitantes hasta el año 1608.
La disminución demográfica contribuyó también la huida selva adentro a zonas de refugio, lo que dio lugar a un proceso de etnogénesis, mediante el cual se formaron nuevas identidades étnicas, como el caso de los Quichuas de Canelos, que se constituyeron en base a la unión de grupos indígenas tanto amazónicos como serranos (procedentes del ex incario).
En el siglo XVII, ante el fracaso de las encomiendas por disminución de la población indígena, y sus constantes sublevaciones, los encomenderos españoles se retiraron, dejando paso a las órdenes religiosas, especialmente Jesuitas y Dominicos, que quedaron encargados de administrar la zona, que permaneció durante casi dos siglos prácticamente asilada del resto del país.
Desde los primeros años del siglo XX empieza la colonización de la región, que junto a lo anterior va configurando el escenario actual de distribución de los pueblos indígenas de la Amazonía, destacándose Pastaza.
Actualmente, la provincia de Pastaza es la única del país que se privilegia de contar con 7 etnias, legalmente reconocidas, que conservan rasgos peculiares de sus culturas: los quichuas, achuaras, shuaras, huaoranis, Záparas (Premio Mundial de la UNESCO) Shiwiar, y Anduas.