Tagadējā Katvaru pagasta teritorija veidojusies no Katvaru un Pociema pagastiem. Katvaru pagasts (vācu: Kadfer; krievu: Катверская волость) izveidojās 19. gadsimta beigās, apvienojot Katvaru muižas (Kadfer) un Tiegažu muižas (Tegasch) pagastus.
1920. gada zemes reformas laikā Katvaru muižu sadalīja 54 vienībās 1018 ha kopplatībā (kungu mājā iekārtoja pagasta skolu), Tiegažu muižu 51 vienībā 1041 ha kopplatībā, Umurgas mācītājmuižu 13 vienībās 231 ha kopplatībā.[4]
Pagasta teritorija 1935. gadā bija 59,25 km² ar 976 iedzīvotājiem. Šodienas pagasta tetitorijā 1935.gadā ietilpa Pociema pagasts ar 60,3 km² un 1012 iedzīvotāju. Pagasta valde (vēlāk ciema padome) līdz 1962. gadam atradās "Vecstirnās".[5]
1945. gadā Katvaru pagastā izveidoja Katvaru un Tiegažuciema padomes, bet pagastu 1949. gadā likvidēja. 1954. gadā Katvaru ciemam pievienoja Tiegažu ciemu, 1962. gadā - Pociema ciemu. 1971. gadā daļu Katvaru ciema iekļāva jaunizveidotajā Limbažu ciemā. 1977. gadā Katvaru ciemam pievienoja daļu Limbažu, Brīvzemnieku, Viļķenes un Dikļu ciemu teritorijas, bet dalu Katvaru ciema teritorijas pievienoja Ārciema, Umurgas, Viļķenes, Dikļu un Limbažu ciemiem. 1990. gadā ciemu reorganizēja par pagastu.[6] 2009. gadā pagastu kā administratīvo teritoriju iekļāva Limbažu novadā.