Ранні часи
Припускають, що у давньоруські часи селище називалось «Мито» і могло бути митницею на межі Перемишльського та Звенигородського князівств. Згодом місцевість, імовірно, втратила колишнє значення, коли почали активно розвиватися сусідні міста Щирець і Львів. Від словосполучення «пусте мито» й виводять назву «Пустомити».
Австрійський період
У 1772 році, після першого поділу Польщі Пустомити, як і вся Галичина, відійшли до Королівства Галичини та Володимирії, що тоді перебувало у складі імперії Габсбургів (з 1804 року — Австрійської імперії, з 1867 року — Австро-Угорщини).
З давніх часів у Пустомитах було джерело мінеральної сірчистої води, яка за своїм складом та властивостями була подібна до Великолюбінської. Про це писав у 1791—1795 роках німецький мандрівник Гакет. Наприкінці 1879 року джерелом мінеральної води зацікавився новий власник Пустомит Лонгин де Сайо Дунка (Longin de Sajo Dunca). З ініціативи Дунки доктор Вонсович зробив хімічний аналіз води, на основі якого 1880 року було отримано дозвіл на відкриття купального закладу. Джерело було обмуроване каменем, а воду трубами відводили до купалень, двома машинами нагрівали і подавали до ванн. Недалеко в парку було збудовано 2-поверховий будинок з 26 кімнат. При ньому був ресторан. За 150 кроків звідти був дім власника. Купальний сезон мав початися 15 травня 1882 року, а газети повідомляли, що тут є сірчані та залізо-боровинові води. Пустомити були курортом у 1880—1914 роках.
XX—XXI століття
У 1911—1912 роках польський земський банк у Ланьцуті став продавати полякам землі в Пустомитах. Таким чином у селі збільшилася польська громада. Згодом землю змогли купувати також українці, але при цьому мусили змінювати обряд на римо-католицький. Землі, які скуповувалися польськими селянами, що прибули сюди із заходу, дали початок частині села, що була названа Парцеляцією.
Під час виборів 1913—1914 років загострилися протистояння між польським та українськими виборцями і кандидатами, на результати виборі було подано численні скарги та протести.
Бої під час першої світової війни вперше безпосередньо зачепили місцевість 10-11 вересня 1914 року, коли в Лісневичах повністю згоріло 50 хат, а в Пустомитах росіяни спалили 5 хат. Під час відступу російського війська село знову потерпіло 21 червня 1915 року, коли тут точилися бої, а з боку Милошевичів спалено 7 хат. Також згоріли панський двір, купальні та будинки при залізниці. Однак з Пустомит (тоді с. Волиця) походив відомий громадський та військовий діяч, сотник Українських Січових Стрільців Василь Кучабський.
В Пустомитах та навколишніх селах активно діяв український національний рух. Так у 1936 році в Лісневичах відбулася районна політична нарада Українського національно-демократичного об’єднання (УНДО), на якій були представники громад з Лісневич, Пустомит, Місток, Нагорян, Глинни, Милошевичів і Підсадок. Був присутній голова УНДО та Української Парляментарної Репрезентації в польському сеймі Василь Мудрий. Він закликав місцеву громаду одностайно та зорганізовано протистояти комунізму.
21 вересня 1939 року місто було окуповано радянськими військами. У 1940 році було створено Сокільницький район, центр якого був у Пустомитах.
28 липня 1944 року Пустомити було звільнено від німецької окупації, селище знову зайняли радянські війська.
У роки незалежної України місто продовжує розвиватися. Так, у 1995 році побудовано середню школу № 2 на 630 учнівських місць, збудовано ряд індивідуальних житлових будинків, магазинів, барів, кафе. Мешканців міста та району обслуговує центральна районна лікарня, поліклініка.
