El pueblo de Artemisa debe su fundación, en 1810, a Francisco de Arango y Parreño, quien repartió los terrenos para tal fin. Su Ayuntamiento fue creado en 1879, y posteriormente se separó de Guanajay. Entre otras versiones, se dice que su nombre se originó por la existencia en esa zona de una yerba nombrada así, y los habitantes del poblado amarraban sus animales en los sitios donde más abundaba dicha planta. Por ello, al referirse al lugar, los pobladores solían llamarle La Artemisa.
La caña de azúcar, vegetales y viandas, la producción de plátano (banano) -una de las principales de la provincia habanera- figuran entre otras actividades económicas del municipio. En su territorio, se encuentran dos centrales azucareros y otros centros industriales.
En la historia más reciente, Artemisa se destaca por haber sido el lugar donde el actual presidente cubano, Fidel Castro, y otros jóvenes realizaron prácticas de tiro, en los preparativos para el asalto al Cuartel Moncada, en Santiago de Cuba (1953).