Como resultado do apoio entusiástico da Câmara de Cabo Frio à Independência do Brasil, em 1822, o governo imperial enviou à região o major-engenheiro Bellegard, com a missão de construir um farol na ilha de Cabo Frio, para evitar naufrágios como o da fragata 'Thetis".

O major levantou também os pegões da futura ponte sobre o Canal de Itajurú, instalou um telégrafo, desobstruiu a barra nova e fechou a velha, preservando o antigo porto da barra.

Por conta própria, Bellegard e outros cidadãos levantaram o prédio da Charitas, destinado a abrigar e educar recém-nascidos de mães solteiras pobres, que eram deixados anonimamente numa roda na porta à noite e eram então recolhidos.

Em 1847, D. Pedro II fez uma visita à cidade, estreitando as relações especiais que Cabo Frio mantinha com o governo imperial. Nesta ocasião foi doada uma quantia para a construção da cobertura da Fonte do Itajurú e outra para a Charitas, a fim de facilitar sua manutenção e instalar uma enfermaria, que mostrou ser de grande utilidade por ocasião das devastadoras epidemias de febre amarela e varíola que assolaram a região neste século.

O Imperador visitou ainda as Salinas Perynas, estabelecimento-modelo incentivado por ele próprio. A salina era de propriedade do alemão Lindemberg, que colocou em prática novos métodos para produtos minerais, dando início ao moderno parque salineiro de Araruama.

Duas questões relativas ao comércio de escravos africanos estremeceram a região ao longo do século XIX.

A primeira refere-se ao crescimento das fugas, assassinatos de feitores e rebeliões de negros, resultando na formação de quilombos que sobressaltavam os senhores brancos, apesar da ação dos capitães-do-mato.

A segunda diz respeito à proibição do tráfico transatlântico de escravos e o contrabando que dele derivou.

As praias do Peró, em Cabo Frio, de José Gonçalves e da Rasa, em Búzios, tornaram-se pontos de desembarques clandestinos deste comércio humano. A marinha inglesa, em desrespeito às leis brasileiras, promoveu repressão ao tráfico, chegando a apreender navios negreiros na costa brasileira e desembarcar fuzileiros em Cabo Frio e Búzios.

No final do século XIX, a barra e antigo porto de Araruama recebeu novos melhoramentos por iniciativa do governo imperial, dando passagem a navios maiores e tendo ancoradouro ampliado. Alguns assoreamentos do Canal do Itajurú foram dragados e canalizados, por iniciativa particular do engenheiro francês Léger Palmer, permitindo a ampliação da carga e a navegação mais eficiente dos vapores e veleiros que transportavam a grande produção de sal para os armazéns da cidade.

A captura e a salga do pescado e do camarão mantiveram-se estáveis, da mesma forma que a manufatura de telhas, tijolos e taboados.

O surgimento da construção naval e da indústria da cal - feita com conchas da lagoa - abriram novas perspectivas econômicas para a região.

A abolição da escravatura em 1888 (e a conseqüente proclamação da República no ano seguinte), desorganizou algumas atividades produtivas da região. A agricultura do café viu-se substituída pela pecuária em pequena escala. Os ex-escravos da zona rural reagruparam-se e fundaram uma povoação na Praia da Rasa, em Búzios, passando a trabalhar na pesca e na horticultura, enquanto os escravos da Cidade de Cabo Frio tomaram posse e fundaram a povoação da Abissínia, futuro bairro da Vila Nova, trabalhando no fornecimento de carvão vegetal aos antigos senhores.

Entretanto, a produção do sal - o mais notável recurso natural da região - não foi afetada. A substituição nas salinas do trabalho escravo pelo de imigrantes portugueses do Aveiro trouxe técnicas artesanais consagradas, resultando no aumento da quantidade e da qualidade da cristalização marinha artificial em Araruama.

Antes do final do século XIX, Cabo Frio ganhou a obra sempre sonhada por seus cidadãos: uma ponte de ferro cruzando o Canal do Itajurú entre os morros da Guia e do Telégrafo, mais tarde substituída pela ponte Feliciano Sodré (1926). Assim, foi rompido o isolamento dos moradores da restinga, responsável pela fraqueza do poder político e pela emancipação de parte considerável do território original da antiga Capitania: Macaé, Casimiro de Abreu, Saquarema, Araruama, Rio Bonito, São Pedro da Aldeia e, no século XX, Arraial do Cabo.

Em razão do adensamento urbano e das epidemias que assolavam a região, a Câmara Municipal canalizou a água potável da Fonte do Itajurú para cinco bicas distribuídas entre o Largo da Matriz e a Passagem.