Tumbabiro es uno de los asentamientos humanos poblacionales más antiguos de la provincia de Imbabura y se remonta a la época preincaica, donde para el año 1.000 de la era cristiana, la parcialidad de los Tumbabirus era respetable; de acuerdo a las investigaciones arqueológicas y antropológicas tiene sus orígenes en las inmigraciones de
los Caras venidas desde la costa, los que, en una conjunción con los Chibchas, que llegaron a la zona sur de Centroamérica, formaron el pueblo Caranqui. Los vestigios arqueológicos se encuentran en las tolas funerarias descubiertas a lo largo de su historia.
En 1534, cuando se creó el Corregimiento de Otavalo por parte de los españoles, el pueblo de Tumbabiro fue uno de sus integrantes; para el año 1606 pasó a conformar el Corregimiento de Ibarra que se creó en ese mismo año.
Hacia el año 1630 los Jesuitas ya eran dueños de grandes propiedades en la provincia de Imbabura y por ende en la zona de Tumbabiro, donde se cultivaba principalmente la caña de azúcar, así como el algodón y las uvas. La abundante producción de caña de azúcar en la zona generó que una de las haciendas de la región tome el nombre de Hacienda Tumbabiro que quiere decir “TUMBA CAÑA”; esta hacienda ubicada en el valle de Carangue, obtenía de la producción de la caña de azúcar, el agua ardiente y el azúcar, lo cual originó el nacimiento del Ingenio de Tumbabiro, que para esos años se convirtió en el primer productor de azúcar del país y en una de las haciendas más importantes de la región.
Desde la colonia española, los territorios fueron integrados en el régimen hacendatario y pasaron a propiedad de la orden de la Compañía de Jesús de la Iglesia Católica, en la actualidad una buena parte de las haciendas también se han integrado al Turismo, sacando provecho de las aguas termales propias de la zona y de la belleza paisajística natural de la parroquia
La fecha de parroquialización de Tumbabiro se ubica en el 30 de agosto de 1869; con la cantonización de San Miguel de Urcuquí en el año de 1984, pasó a ser una de sus parroquias rurales.
La parroquia se encuentra ubicada en un gran valle que ocupa un territorio de 36,96 km², con un clima subtropical templado-seco, una temperatura promedio de 17.33ºC.