Ankara; Hitit ve Frig uygarlıklarının, Bitinya Krallığı’nın, Pers İmparatorluğu’nun, Makedon Kralı Büyük İskender’in, Roma ve Bizans imparatorluklarının hâkimiyetinde kalmış; Müslüman Arapların İstanbul seferleri sırasında da iki defa Arap istilasına uğramıştır. 1071 yılında yapılan Malazgirt Savaşı’ndan sonra Türklerin yönetimine giren kent, Haçlı Seferleri sırasında yeniden Bizanslıların eline geçmiştir. Daha sonra tekrar Türk hâkimiyetine giren bu topraklar önce Danişmentliler Beyliği’nin, ardından Anadolu Selçuklu Devleti’nin topraklarına katılmıştır. Anadolu Selçuklu Devleti’nin 1308 yılında yıkılmasının ardından Candaroğulları Beyliği’nin yönetimine girmiş, Orhan Bey döneminde ise Osmanlı Beyliği topraklarına katılmıştır. İlçe merkezi, 1599 yılında vezir Nasuh Paşa’nın burada bir han yaptırmasıyla oluşmuş ve adını da bu handan almıştır. 300 metrekarelik bir alanı kaplayan bu han günümüzde harap durumdadır. İlçede bu hanla aynı tarihlerde yapılmış bir cami ve hamam da bulunmaktadır.

Tarihi İpek Yolu üzerindeki hanlar: Nallıhan, Çayırhan ve Uluhan.

Türbeler: Emremsultan Köyü’nde, 13. yüzyılda yaşamış Yunus Emre’nin hocası Taptuk Emre’nin türbesi, Taptuk Emre’nin kızı Bacım Sultan’ın türbesi, Taptuk Emre’nin müritlerinden Ömer Şeyh’in ve Şeyh Cafer Sadık’ın türbeleri ile Horasan erenlerinden Hasan Dede’nin türbesi bulunmaktadır.

Doğa Koruma ve Millî Parklar Genel Müdürlüğü tarafından korunan alanlar: Nallıhan Davutlar Kuş Cenneti, Hoşebe Mesire Yeri (ardıç ormanları), anıt ağaç Kaba Ardıç, Yaban Koyunu Yerleştirme Sahası, Yaban Hayatı Geliştirme Sahası ve Asarlık Tepeler Tabiat Anıtı. Ayrıca Uyuzsuyu ve Soğukkuyu şelaleleri ile Bozyaka, Çamalan ve Eymir göletleri de ilçenin doğal güzellikleri arasındadır.

İlçedeki iki önemli akarsu Nallıhan ve Aladağ çaylarıdır. İlçenin dağları arasında Andız Dağı (1.420 m), Sarıçalı Dağı (1.740 m), Karakiriş Dağı (1.507 m) ve Sündiken Dağı sayılabilir. Bu dağlarda Andız, Bozarmut, Beydili, Çalı, Sarsın ve Kozlu yaylaları yer alır.

Nallıhan, iğne oyaları, halı ve kilim dokumacılığı, bez dokumacılığı, bindallı işlemeleri ve tel kırma gibi el sanatlarıyla da tanınmaktadır. İlçede her yıl ağustos ayının son pazar günü “Taptuk Emre’yi Anma Törenleri” düzenlenmektedir.