No início, era conhecida pelo nome de Potreiro Grande, e foi concessão sesmariense do Vice-Rei D. Luiz de Vasconcelos e Souza de 1784, para um dos primeiros sesmeiros da região Domingos Ribeiro da Cunha. No ano de 1892, o Comendandor Eduardo Secco, principiou a colonização de Sertão Santana, com a venda e demarcação de terras, para os imigrantes alemães e poloneses, e mais tarde os italianos. Em 1926 o município é transformado em 4º Distrito de Guaíba e sua emancipação política ocorreu no dia 20 de março de 1992.
Sertão Santana está localizada a 69 Km da capital Porto Alegre.