Katlakalna kā apdzīvotas vietas vēsture ir cieši saistīta ar baznīcas un draudzes vēsturi. Akmeņsala (vācu Steinholm; agrāk daļa no tagadējā Katlakalna) redzama senās kartēs jau ap 15. gadsimtu. Katlakalns (vācu Katlekaln) kā apdzīvota vieta minēts dokumentos no 16. gadsimta. Katlakalnā manufaktūrās tika ražoti ķieģeļi un kokmateriāli; bija krogs un dzirnavas, bet Daugavā tika uzbūvēts Katlakalna dambis. 1635. gadā tika izveidots Akmeņsalas draudzes novads un uzcelta baznīca, kas piederēja Katlakalna–Olaines draudzei. Katlakalna (Akmeņsalas) koka baznīcas atrašanās vieta redzama 17. gs. kartēs. 1732. gadā tika uzbūvēta jauna koka baznīca, tomēr jau gadsimta nogalē baznīca bija tuvu sabrukšanai un tika nolemts būvēt jaunu mūra baznīcu, kas saglabājusies līdz pat mūsdienām. Pēc Krievijas Impērijas pieņemtā 1819. gada likuma par muižu zemnieku pašvaldību pagastiem tika izveidots Katlakalna mācītājmuižas pagasts un Mazjumpravmuižas pagasts no Akmeņsalas līdz Olainei. Baznīca gan vēl ilgi tika saukta par Akmeņsalas baznīcu. Ap 1892. gadu pagastus sadalīja un izveidoja Olaines pagastu un Katlakalna pagastu, kas pastāvēja līdz pat Latvijas Republikas okupācijai. Pie Katlakalna baznīcas darbojās arī Katlakalna draudzes skola. 19. gs. Katlakalna apdzīvotā vieta izpletās līdz Pļavniekkalnam un Katlakalna pagastā ietilpa arī Augškalns, Akmeņsala, Jaunsils, Krogsils, Mācītājkalns, Tāmurga, Titurga, kā arī Getliņpurvs, Ķengarags, Mazjumpravmuiža, Parumbe.
Pļavniekkalns tika apdzīvots jau ap 5. gs., par ko liecina valsts nozīmes arheoloģijas pieminekļi “Pļavniekkalna skolas senkapi (5.–7. gs. zemgaļu apbedījumi)” un “Sauliešu pilskalns ar apmetni” pie Pļavniekkalna sākumskolas. 1901. gadā Antona Būholca veikto arheoloģisko izrakumu laikā tika atrasti vairāk nekā 30 ar vidējo dzelzs laikmetu datēti apbedījumi, kuru laikā atrasta virkne vērtīgu vēstures liecību, tajā skaitā Latvijas Nacionālā vēstures muzeja krājumā esošā Pļavniekkalna gredzenotā stopsakta, kuru muzeja speciālisti raksturo kā izcilu laikmeta juveliermākslas paraugu un arī senāko zelta apstrādes liecību Latvijas teritorijā. Vērtīgi arheoloģiskie atradumi Pļavniekkalna teritorijā atrasti arī vēlāk, pēc Latvijas Republikas neatkarības pasludināšanas. Teritorijas seno apdzīvotību un vērtīgos atradumus pētnieki skaidro ar tās atrašanos pie Daugavas kā vēsturiski nozīmīga ūdensceļa.
Pļavniekkalna jeb Pļavniekciema nosaukums Katlakalna apkārtnē kartēs un dokumentos redzams ap 18. gadsimtu. Pļavniekkalns ietilpa Mazjumpravmuižas pagasta teritorijā. 1869. gadā Pļavniekkalnā izveidota skola, bet 19. gs. beigās uzcelts arī Katlakalna pagasta nams un Katlakalna kā apdzīvotas vietas nosaukums pārcelts uz jauno administratīvo centru – Pļavniekkalnu.
20. gs. Katlakalna kā apdzīvotas vietas robežas un arī apdzīvotas vietas statuss vairākkārt mainīts. Pirmā pasaules kara laikā Katlakalnu skāra Rīgas un Ķekavas apkārtnē notiekošās kaujas, kā arī Latvijas Neatkarības karš. Neatkarīgās Latvijas valstī Katlakalna pagasts turpināja pastāvēt kā administratīva teritorija ar demokrātiski vēlētu pagasta padomi, kurā darbojās 18 locekļi. Padomju okupācijas laikā, pēc 1945. gada, tika izveidots Katlakalna ciems, ciema padome un izpildkomiteja. Katlakalns tika iekļauts Rīgas rajonā. Pēc Doles pagasta likvidēšanas daļa tā teritorijas pievienota Katlakalnam. Kolhozs "Katlakalns" tika izveidots 1949. gada aprīlī, vēlāk iekļauts Ždanova vārdā nosauktajā lauksaimniecības artelī, kurš, apvienojoties ar kaimiņu kolhozu "Boļševiks", 1963. gadā ieguva nosaukumu "Daugava" un 1969. gadā tika iekļauts kolhozā "Ķekava". Katlakalna ciems tika likvidēts, un 1974. gadā daļa no ciema teritorijas tika pievienota Ķekavas ciemam.
Padomju okupācijas laikā izveidojās divas apdzīvotas vietas – Ģipšustūris un Ziedonis. Ģipšustūris (Kaļķu fabrika) veidojās kā strādnieku ciems pie kaļķa ieguves karjera. Ziedonis veidojās kā vasarnīcu kolonija jeb kooperatīvā dārzkopības sabiedrība.
Pēc Latvijas neatkarības atjaunošanas un Ķekavas pagasta izveidošanas Katlakalna ciems atjaunots kā administratīva vienība Ķekavas pagastā. Ciema statuss apstiprināts pēc administratīvi teritoriālās reformas 2009. gadā.