Люди пришли в зимовье Хантайское еще в XVII в. Хантайское ясачное зимовье около 1610 г. было построено при устье реки Хантайки. Опираясь на это зимовье, промышленные и служилые люди обследовали Хантайское озеро и три более северных — Лама, Кета и Пясино. В горах этого района они начали добывать руду и выплавлять медь и серебро. В 1626 г. было поставлено Хантайское ясачное зимовье со слободой на базе промыслового зимовья.
Лесные энцы — один из малочисленных народов — кочевали по югу Таймыра в окрестностях Хантайского озера и были известны под названием хантайских. Исторически и этнически хантайские эвенки связаны с Эвенкией, откуда они небольшими группами и отдельными семьями в течение XVII—XX вв. переселялись на полуостров Таймыр в район Хантайского озера. Потомки эвенкийских родов Кильмагир, Тыптогир и Чемпогир первыми заселили берега Хантайского озера.
В 1846—1847 гг. на Таймыр состоялась экспедиция финского и русского языковеда М. А. Кастрена, который в Хантайке проводил исследование енисейско-самоедских наречий.
До коллективизации хантайские эвенки представляли замкнутую кочевую группу, занимались охотой, рыболовством, оленеводством. В начале 1920-х гг. сорок эвенкийских семей, живших на берегу Хантайского озера и в долинах к югу от него, остались вне поля зрения первых партийных работников, прибывших в Дудинку. В своих отчетах они писали о недоступности таймырской тундры. Население не было учтено и в полярной переписи 1926—1927 гг. В 1933 г. был образован Хантайско-Тунгусский кочевой Совет.
В поселке в 1935 г. была построена школа. В 1936 г. жители поселка объединились в товарищество «Красный промышленник», до этого существовала артель «Бедняки».
В годы Великой Отечественной войны жители поселка Хантайское Озеро сражались на фронтах. Сегодня жители Хантайского Озера помнят и чтят память о своих земляках: в поселке установлен памятник хантайцам — участникам Великой Отечественной войны.
Астрофизик Николай Александрович Козырев и ученый Лев Николаевич Гумилев (сын Николая Гумилева и Анны Ахматовой) в 1943 г. работали на озере Хантайском в составе изыскательной экспедиции, которая вела магнито-метрическую разведку железорудных месторождений и выходов соленых вод.
В 1948 г. была открыта первая поселковая библиотека, ныне филиал муниципального бюджетного учреждения культуры «Дудинская центральная библиотечная система». В этом же году в поселке был открыт Дом культуры.
В 1952 г. недалеко от поселка была построена ферма, на которой разводили серебристо-черных лисиц, позже на ферму завезли и голубых песцов. В то время в колхозе занимались животноводством, оленеводством, рыболовством, звероводством, охотничьим промыслом. Торговый пункт — фактория Таймыр, где проходил обмен пушнины, — стоял недалеко от нынешнего поселка.
Часть населения поселка вела кочевой образ жизни, часть временно покидала поселок, отправляясь на промыслы. По воспоминаниям старожилов поселка, в 1950-х гг. на колхозных полях сажали картофель и другие овощи, были личные огороды. Колхоз имел моторные лодки, электростанцию, пилораму, гусеничный трактор, радиоузел. Помимо жилых домов, в поселке располагались больница, детские ясли, магазин, склад, засольный пункт рыбозавода, отделение связи, сберкасса, клуб, колхозная баня, школа-интернат. Школа-интернат находилась в устье реки Хаканча, куда зимой непросто было попасть с промысловых точек Амбар и Туруки. Теперь место, где находилась школа, называется Школьным мысом.
