Долина Сагами была сельскохозяйственной территорией с деревнями, лесами и речными переправами; древние курганы и стоянки напоминают о заселении задолго до мегаполиса. В средневековье область находилась на подступах к Камакуре, а позднее её дороги обслуживали замковые владения и снабжение Эдо. Современная Сагамихара долго состояла из отдельных деревень и военных полигонов. После землетрясения Канто и особенно в послевоенный период Токио начал быстро расширяться на запад: появились жилые массивы, фабрики и новые железнодорожные станции. В 1954 году Сагамихара получила статус города, а в 2010-м стала городом, определённым указом правительства, объединив равнинные и горные районы. Строительство плотин создало озёра Сагами и Цукуи, одновременно изменив речные долины и переселив часть поселений. В апреле 1989 года в городе открылся центральный кампус Института космических и астронавтических наук (ISAS), позднее вошедшего в JAXA. Сегодня Сагамихара балансирует между пригородным ростом, научными учреждениями, сохранением лесов и туристическим освоением воды. Тайфуны и ливни показывают уязвимость склонов, плотин и дорог.