No hay registros históricos sobre el origen del nombre de Milagro, sin embargo la tradición oral recogida por investigadores, entre ellos el arqueólogo Julio Viteri Gamboa cita a un supuesto milagro de San Francisco de Asís que salvó a la mujer del ex oidor de la zona, Miguel de Salcedo, por el año de 1784.
La esposa del funcionario, María de Salcedo, había enfermado gravemente de paludismo y no podía encontrarse cura para este mal, por lo que se realizó una novena a San Francisco de Asís.
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En esos días apareció un curandero indígena de la tribu Chirijo que administró raíces de quinina a la enferma y le salvó la vida, lo que fue considerado un milagro y desde entonces se llamó a esta zona “tierra del Milagro”.
La cantonización ocurrió el 17 de septiembre de 1913 por decreto firmado por el entonces presidente de la República, Leonidas Plaza Gutiérrez.
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A partir de la mitad del siglo XX la población sufrió cambios, es así que en 1950 se contabilizó 41.199 habitantes; luego, en el censo de 1990 subió a 123.365, en tanto que en el censo del 2001 fueron registradas 140.103 personas de las cuales 70.265 son hombres (50,2%) y 69.838 son mujeres (49,8%).