Cagiva nasce nel 1950 a Varese per mano di Giovanni Castiglioni. Il nome deriva dall'acronimo tra il nome del fondatore e la sede degli impianti (CAstiglioni GIovanni Varese); come simbolo portafortuna viene scelto l'elefantino. Inizialmente l'azienda si occupa di minuteria metallica e allarga i propri orizzonti alle moto e al mondo delle corse solo nel 1978, quando Claudio e Gianfranco Castiglioni rilevano la società AMF-Harley Davidson in liquidazione. La prima scuderia conta soltanto due moto da corsa, che vengono affidate a Gianfranco Bonera e Marco Lucchinelli. Le moto AMF-Harley Davidson vengono prodotte nello stabilimento di Schiranna (VA), dove già venivano prodotte le Aermacchi.
Fino al 1980 le moto che escono dagli impianti varesini sono contrassegnate con il marchio HD-Cagiva, da quell'anno in poi invece si inizierà a usare solo il nome dell'azienda italiana. Per i primi anni la produzione, sia di moto stradali, da enduro e da cross, è limitata a modelli di piccola cilindrata; aumenta la cubatura delle moto in gamma solo nel 1983, con l'adozione di motori Ducati. Nella seconda metà degli anni '80, alla ricerca di una più consistente quota di mercato, Cagiva acquisisce Ducati, Moto Morini e Husqvarna.
Nel 1987 a San Marino nasce il Centro Ricerche Cagiva, poi rinominato Centro Ricerche Castiglioni, che ha il compito di studiare nuovi prodotti e di curare a loro realizzazione, dai bozzetti fino all'industrializzazione vera e propria. Grazie alla guida di Claudio Castiglioni e al lavoro di Massimo Tamburini, Cagiva rilancia il marchio Ducati: proprio in quegli anni vengono prodotti alcuni dei modelli mitici della Casa di Borgo Panigale, come la
916 e la
Monster, nata dalla matita di Miguel Galluzzi. Sulla scia di questo successo Cagiva nel 1992 si lancia in un nuovo progetto industriale: rilanciare l'ormai dimenticato marchio MV Agusta creando una supersportiva a 4 cilindri. La moto viene presentata al pubblico nel 1997 al Salone di Milano: è la F4 750.
Nel 1996 Cagiva vende prima Ducati, nel 1999 Moto Morini e nel 2007 anche la Husqvarna, che viene ceduta a BMW. L'11 luglio 2008, dopo che il marchio Cagiva era stato incorporato nell'MV-Agusta Group, il gruppo viene acquisito dalla Harley-Davidson, per circa 70 milioni di euro. Nell'ottobre 2009, tuttavia, la Casa di Milwaukee decide di rivendere MV, cedendola nell'agosto 2010 proprio a Claudio Castiglioni. Il 17 Agosto 2011 viene a mancare Claudio e l'azienda passa quindi nelle mani del figlio Giovanni.
Pochi mesi fa, Giovanni Castiglioni ha dichiarato che lo storico brand Cagiva
rinascerà per dedicarsi alla mobilità a emissioni zero, proponendo un netto stacco dal passato e proiettandosi verso il futuro.