A então Agência Fluvial de Mato Grosso foi criada pelo Decreto nº 12.886 de 20 de fevereiro de 1918, com a denominação de Agência da Capitania dos Portos do Estado de Mato Grosso em Cuiabá. O decreto foi alterado pelo Decreto nº 13.495 de 12 de março de 1919, em virtude do Tribunal de Contas ter impugnado a tabela de pessoal e despesas, sob o fundamento de haver a mesma excedido a respectiva dotação orçamentária.
A Agência, no período de 1919 a 1951, teve sua primeira sede na Rua Barão de Melgaço, mudada posteriormente para a Rua Comandante Balduíno e depois para a Praça Luiz de Albuquerque, nº 16, inicialmente em imóvel alugado e em seguida comprado pela União Federal e entregue à responsabilidade do Ministério da Marinha em 21 de dezembro de 1951. Na década de 1970 a Agência foi transferida para Rua General Osório, nº 101, onde funcionou até novembro do ano de 2009.
Em três de novembro de 2009, a Agência Fluvial foi elevada a Delegacia Fluvial de 2ª classe pela Portaria nº 377/MB e teve sua sede transferida para o bairro Bela Vista, onde permanece até os dias atuais.
Em 21 de janeiro de 2019 a Delegacia Fluvial de Cuiabá foi elevada a Capitania Fluvial de 3ª Classe, pela Portaria nº 9/MB, com a denominação de Capitania Fluvial de Mato Grosso (CFMT), passando a subordinação direta do Comando do 6º Distrito Naval. Em seguida, pela Portaria nº 10/MB, transferiu a subordinação da Agência Fluvial de Cáceres e da Agência Fluvial de São Félix do Araguaia da Capitania Fluvial do Pantanal para a CFMT. No mesmo ano foi elevada a Capitania Fluvial de 2ª Classe, pela Portaria nº 176/MB de 21 de junho de 2019.
Em 21 de abril de 2022 a CFMT incorpora mais uma Organização Militar subordinada com a inauguração da Agência Fluvial de Sinop no município de Sinop criada pela Portaria n° 267/MB, de 1° de setembro de 2020.