In 1636 var Gowanusbukten – uppkallad efter Gauwane (Gouwane, lit. ”den sovande”), en Canarseeindianare – platsen för de nederländska böndernas första bosättning i det som nu är Brooklyn. Dammarna i Gowanus ängsområden användes för att driva de tidiga bosättarnas tidvattendrivna griskvarnar som låg längs Gowanusbäcken. Under det amerikanska revolutionskriget var Gowanus skådeplats för striderna i slaget vid Long Island och de amerikanska soldaterna placerade sig i Gowanus Heights (nu Park Slope), där de hade full utsikt över de brittiska fartygen när de gick i land i bukten. På 1860-talet förvandlades Gowanus Creek till Gowanus Canal och området blev ett nav för tillverkning och sjöfart. Som ett resultat av industrin längs kanalen och inrättandet av ett kombinerat avloppssystem som släppte ut avloppsvatten direkt i ett utsett utlopp vid kanalens huvud, kom området att definieras av den förorenade kanalen. Efter andra världskriget ledde nedgången för sjöfarten i hamnen i Red Hook och för tillverkningsindustrin runt om i New York City till att stora industrier flyttade och att industrins livskraft i Gowanus förändrades. I slutet av 1940-talet blev området platsen för flera NYCHA-husprojekt, som delvis byggdes för att inhysa återvändande veteraner från andra världskriget.
Vattnet och en stor del av marken längs Gowanus-kanalens stränder har förorenats allvarligt av kombinerade avloppsutsläpp (Combined Sewer Outflows, CSO) längs kanalen, som är utformade för att avlasta avlopps- och dagvatten när reningsverket för avloppsvatten är överbelastat, samt av årtionden av industriell användning och omfattande kolgastillverkning under det sena 1800-talet. Gowanus-kanalen var också en påstådd dumpningsplats för maffian. Trots detta blev en gammal ammunitionsfabrik från 1800-talet vid 230 3rd Street i Gowanus i början av 1980-talet vid sidan av kanalen platsen för den massiva Gowanus Memorial Artyard, vars rester fortfarande är synliga. Efter årtionden av industriell förorening i kombination med avloppsförorening utsåg miljöskyddsbyrån 2010 Gowanus-kanalen till ett Superfund-område och avsatte 506 miljoner dollar för saneringen. Slutdatumet för saneringen är satt till 2022.