Де-Кастри был назван по бывшему имени залива Чихачёва, на котором он стоит. Залив был открыт Лаперузом 25 июля 1787 года и назван в честь спонсора экспедиции — морского министра, маркиза де Кастри. Залив представляет собой удобное естественное убежище для судов, что также ценно с военной точки зрения.

Поселение было основано в 1853 году. Это произошло за пять лет до подписания Айгунского договора, по которому Россия получала эти земли, поэтому тогда ещё существовало особое правительственное распоряжение не осваивать земли южнее Амурского лимана. Тем не менее, весной самый молодой участник экспедиции Невельского Н. К. Бошняк был послан с двумя казаками и одним тунгусом для основания поста на берегу залива Де-Кастри. Сначала был построен Александровский пост, к началу XX-го века упразднённый; позднее появился Де-Кастри.

После обороны Петропавловска-Камчатского в 1854 году, во время Крымской войны, стали очевидными трудности снабжения и обороныКамчатки. Было решено перенести порт с Камчатки не дожидаясь повторного нападения. Весной 1855 года русская эскадра с оружием и людьми под руководством контр-адмирала Завойко направилась в сторону устья Амура, который, однако, был ещё покрыт льдом. Было решено дождаться ледохода, скрываясь в заливе Де-Кастри от превосходящих сил французов и англичан. Русские корабли были там обнаружены, однако успели уйти к Амуру через Татарский пролив до прибытия вражеских подкреплений. Англичане и Французы не знали, что Сахалин является островом, и провели весь завершающий период войны бесплодном ожидании русского флота у его южного побережья.

При составлении первых планов железнодорожной сети России в 1858 году, Н. Н. Муравьёв-Амурский предлагал провести железную дорогу между селом Софийское на Амуре и Александровским постом. Эти планы реализованы не были — железная дорога вышла к Тихому океану гораздо южнее, во Владивостоке, и в советское время в Ванино.

В 1890 году Де-Кастри посетил А. П. Чехов. Свои впечатления о посёлке он включил в произведение «Остров Сахалин», где Александровский пост упоминается как «несколько домиков и церковь» со священником, приезжающим из посёлка Мариинск. Также упоминается плохая погода (мало солнечных дней) и крупная рыба, выловленная Чеховым в заливе.

В ходе Русско-японской войны 10 июля 1905 года японцы высадили в Де-Кастри десант.

Во время Гражданской войны, с 11 января по 27 февраля 1920 года посёлок был занят белогвардейским отрядом И. Н. Вица в составе 48 человек. Белогвардейцы надеялись продержаться в посёлке до весны и прибытия им на помощь по морю японских войск. После непродолжительной осады поселок был взят красными отрядами. И. Н. Виц, командир отряда, отчаявшись от потери Николаевска-на-Амуре и Де-Кастри, застрелился в Клостеркампском маяке возле посёлка.

В 1932 году вокруг Де-Кастри были созданы укрепления для защиты от занимавших в то время юг Сахалина японцев. 104 Де-Кастринский укрепрайон был сформирован до 1941 года, в 1940 году была сформирована Де-Кастринская военно-морская база с береговыми орудийными батареями. Во время войны в заливе базировались и укрывались советские суда, после войны все укрепления были оставлены.