Le chemin des Jésuites, premier chemin à traverser le secteur est défriché en 1676 et relie Québec au lac Saint-Jean en trois jours en passant par le lac Saint-Charles, la vallée de la rivière Jacques-Cartier jusqu'au lac Jacques-Cartier, la rivière Pikauba, la rivière aux Écorces et la rivière Métabetchouane.
Le premier chemin plus ou moins carrossable, la "route de Québec" permet dès 1881 de relier Hébertville au lac Saint-Jean à Québec en 40 heures. Un embranchement vers Chicoutimi est construit en 1882. La réserve a été créée en 1895 sous l'appellation de «Parc des Laurentides».
En 1944 et 1945, des travaux d'arpentage permettent de mettre en place la route actuelle, la route 175, inaugurée en 1948. Le parc étant d'accès limité, il y avait des barrières aux trois entrées de la route pour vérifier les aller-venues. Ces barrières seront éliminées en 1977. On retrouve au centre du trajet une halte routière avec le restaurant L'Étape, situé sur les berges du Lac Jacques-Cartier, et le poste de la Police provinciale. Après un incendie, ceux-ci seront démolis en 2005. En 2009, on y retrouve une vieille chapelle, plusieurs chalets, un restaurant franchisé reconstruit, le poste de la Patrouille Secours (une unité spéciale du Ministère des Transports du Québec spécialisée dans la désincarcération des véhicules accidentés dans la réserve Faunique), un véhicule ambulancier et une caserne de la CTAQ .
En juillet 1952, une station radar de la ligne Pinetree a été établie au mont Apica, au centre de la réserve, dans le cadre de l'établissement d'une ligne de défense de l'Amérique du Nord contre les bombardiers provenant d'Union soviétique. La station radar a été officiellement fermée en 1993.
En 1981, la réserve a été amputée de deux portions de son territoire à sa bordure sud et à sa bordure est pour permettre la création, respectivement, du Parc national de la Jacques-Cartier et du Parc national des Grands-Jardins.
