Das Dorf Kaulsdorf liegt am Wasserlauf Wuhle und einer alten Verbindungsstraße von Berlin nach Frankfurt an der Oder. Kaulsdorf entstand aus einer slawischen Siedlung mit der Neubesiedelung der Mark Brandenburg durch deutsche Kolonisten nach der Eroberung durch die Askanier im 12. Jahrhundert. Davon erhalten ist das Angerdorf und einige alte Häuser und Bauernhöfe aus dem 19. Jahrhundert. 1848 fand in Kaulsdorf die Separation zwischen Gut und Dorf statt. 1867 wurde die Preußische Ostbahn nördlich vom Dorf Kaulsdorf verlegt und 1869 bekam Kaulsdorf einen Bahnhof an derselben. 1892 begann die Parzellierung für die Kolonien Kaulsdorf östlich, nördlich und südlich von Kaulsdorf. 1901 wurde der Bahnhof Kaulsdorf zu einem Berliner Vorortbahnhof. 1928 wurde die Berliner Vorortbahn zur S-Bahn und der Bahnhof Kaulsdorf zum S-Bahnhof Kaulsdorf, sowie bekam der Bahnhof Kaulsdorf im selben Jahr einen Omnibusanschluss. 1984 wurde die Bundesstraße Alt-Kaulsdorf 4-spurig ausgebaut.

Auf dem Gutshof Kaulsdorf experimentierte ab 1782 der Naturwissenschaftler Franz Carl Achard an der Zuckergewinnung aus Rüben. Allerdings brannte Kaulsdorf 1786 ab und Achard setzte seine Versuche ab 1792 in Französisch Buchholz fort, die er 1799 zum Erfolg brachte.

Anfang des 20. Jahrhunderts siedelte sich Industrie entlang der damaligen Frankfurter Straße an, heute Bundesstraße Alt-Kaulsdorf. Größere Bekanntheit erlangten dabei die Elfenbeinbleicherei von Theodor Franke und die Märkische Wachsschmelze von Otto Rechnitz. In der Elfenbeinbleiche wurden Gegenstände mit Hilfe von Sonnenlicht gebleicht. Der Standort der Elfenbeinbleiche hieß Sonnenhügel. In der Märkischen Wachsschmelze wurden Seifen, Parfums und Reinigungsmittel hergestellt.

Kaulsdorf gehörte vor der Eingemeindung nach Groß Berlin zum Landkreis Niederbarnim. Nach der Eingemeindung nach Groß Berlin im Jahr 1920 war Kaulsdorf ein Ortsteil vom Bezirk Lichtenberg. 1979 wurde Kaulsdorf ein Ortsteil vom neuen Bezirk Marzahn, 1986 vom neuen Bezirk Hellersdorf und 2001 vom Bezirk Marzahn-Hellersdorf.