La prima presenza dell'uomo nelle terre di Gavi risale a oltre 2000 anni fa. Il nome deriva probabilmente dall'esistenza della stazione neolitica di Cavatium da cui il latino Gavium. Si ritiene che Gavi ospitasse un presidio romano a difesa della via Postumia.
Dopo la caduta dell'Impero romano d'Occidente fu occupato da una tribù gota che forse gli diede il nome (dall'antico germanico gau, tribù e sede della tribù, che al genitivo fa esattamente gawi), poi anche dagli ungari e dai saraceni e secondo la leggenda, una loro principessa, Gavia (o Gavina), avrebbe stabilito la propria dimora nel castello del luogo. Pare fosse di origine francese ed infatti la più vecchia via del borgo sotto il castello si chiama Monserito (da Mon Cheri).
Il primo documento ufficiale che menziona Gavi risale all'anno 972. Dominio dei Marchesi di Gavi, alleati del Barbarossa, il borgo entrò ben presto nelle mire della Repubblica di Genova per la sua posizione strategica nell'entroterra ligure, sulle più importanti vie di comunicazione verso la pianura padana, per un lungo periodo rimase sotto il suo dominio.
Data la sua strategica posizione di confine, Gavi ed in particolar modo la sua fortezza si trovarono coinvolte nella maggior parte dei conflitti che interessavano la Repubblica ed il confinante Ducato di Savoia, poi Regno di Sardegna. Durante l'epoca napoleonica il Forte fu occupato dall'esercito francese, nelle cui file militava tra gli altri Ugo Foscolo.
Il monumento che più identifica la storia del borgo è il Forte di Gavi, notevole esempio di architettura militare, costruito dai genovesi tra il 1540 e il 1673 sui resti di un castello preesistente, avvalendosi dell'opera dell'architetto militare Vincenzo Maculani (detto Fra' Fiorenzuola). Questa fortezza è il più importante avamposto difensivo medioevale di tutto il Basso Piemonte.
Meritano sicuramente una visita anche la Chiesa di San Giacomo Maggiore, il Santuario di Nostra Signora della Guardia e la casa del compositore Angelo Francesco Lavagnino, al quale ogni anno a Giugno il borgo dedica un Festival di Musica e Cinema. L'importanza di Gavi in epoca medioevale viene sottolineata nel libro Baudolino di Umberto Eco, dove il borgo viene citato sia per la sua posizione di frontiera con la Liguria sia per il suo vino.
Località di villeggiatura estiva, Gavi fonda la sua economia sul turismo e sul commercio locale. Importante l'attività agricola legata alla coltivazione della vite e produzione del vino. Gavi è infatti uno dei luoghi di produzione del vino omonimo, DOCG.